Перехідні коефіцієнти для фітопланктону

Показник	Сорг, 1мг	Суха органічна речовина, 1мг	Кисневий еквівалент, 1мл	Вогка маса, 1мг	Суха маса, 1мг
С орг, мг	1,0	0,43	0,53	0,024	0,30
Суха органічна речовина, мг	2,3	1,00	1,20	0,055	0,69
Кисневий еквівалент, 1 мл	1,9	0,83	1,00	0,046	0,57
Вогка маса, мг	42,1	18,00	22,00	1,000	13,00
Суха маса, мг	3,3	1,40	1,80	0,080	1,00

Таблиця 4. 7

Перехідні коефіцієнти для енергетичних або кисневих показників

Співвіднесений показник	Еквівалент
1г сухої маси фітопланктону або вищої водяної рослинності	19,2 кДж або 1г кисню
1 г сухої маси водяних тварин	3,01 кДж
1 мг Сорг	44,77 Дж або 2 мг органічної речовини або 3,15 мг кисню
1 мг кисню	0,69 мл органічної речовини або 1,1 мг СО2 або 0,3 мг Сорг
1 мл кисню	20,3479 Дж
1мг хлорофілу «а»	7 мг кисню/год, або 9,6 мг СО2/год
1 г органічної речовини фітопланктону	21,3527 кДж або 1,5 г кисню
1 г органічної речовини водяні тварини	23,1274 кДж
1 мг маси бактерій	4,1868 кДж

Запитання для самоконтролю

1. Які токсичні речовини входять до складу стічних вод?

2. Які процеси сприяють самоочищенню вод природних поверхневих водойм?

3. Що Ви знаєте про визначення загальної токсичності водного середовища7

4. Що таке евтрофікація водойм?

5. Що зумовлюють ціанобактерії?

6. Чому поверхневий стік з полів посилює евтрофікацію водойм?

7. Які наслідки попадання нафтопродуктів до поверхневих водойм?

8. Як обчислюють масову концентрацію нафтопродуктів у стічній воді?

Модуль 5 визначення екологічного стану ґрунтів

5.1 Загальні відомості

(лекція)

Мета: надати загальні відомості про екологічний стан ґрунтів, ознайомитися з особливостями вивченням екологічного стану ґрунтів, вмістом органічної речовини та гідролітичною кислотністю ґрунтів.

План

1. Особливості вивчення екологічного стану ґрунтів.

2. Вміст органічної речовини.

3. Гідролітична кислотність ґрунтів.

4. Потенційна та актуальна кислотність.

Особливості вивчення екологічного стану ґрунтів

У ґрунтовому моніторингу визначають вологість, вміст гумусу, обмінну здатність ґрунтового вбирного комплексу, рН, забруднення нітратами, пестицидами, нафтопродуктами, важкими металами, активність ґрунтової фауни, яка має надзвичайно важливе значення у формуванні ґрунту і забезпеченні його родючості.

Особливістю вивчення екологічного стану грунтів, на відмінну від атмосфери і вод, є необхідність ранньої діагностики порушень: засолення, закислення, забруднення, зміни структурно - механічних характеристик.

Для ґрунтів характерна зональність – сусідні ділянки можуть мати різний хімічний склад, що зумовлено рослинністю, глибиною залягання ґрунтових вод, материнською породою, освітленістю тощо. Тому при аналізі ґрунтів відбирають середню пробу, що характеризує ґрунт на певній території.

Дистанційними методами користуються для отримання оперативних даних про температуру, вологість, засоленість, вміст гумусу у вертикальному розрізі ґрунту, товщину снігового покриву, стан рослинності.

З цією метою визначають діелектричну проникність та електропровідність, які залежать від типу, вологості, хімічного складу ґрунту. Глибині проникнення електромагнітних хвиль з  = 30 м для піщаних сухих і вологих ґрунтів становлять відповідно 50м і 1м; при  = 2,8 - 3,4 і 6 - 7 мкм спостерігається селективне поглинання хвиль молекулами води, тоді як при

 = 4 - 5 мкм воно зумовлене рослинним пігментом хлорофілом.

Радіоактивність, визначена аерометодами, характеризує тип ґрунту: для чорноземних і каштанових ґрунтів вона вища, ніж для лісових і підзолистих; концентрація радіонуклідів зростає при збільшенні частки глинистої фракції.

Інформація, отримана дистанційними методами, дає змогу визначити не лише стан ґрунтів, а й стан посівів: біомасу, площу покриття ґрунтів рослинністю, полягання, захворюваність, пошкодження шкідниками, забур’яненість, ступінь розвитку рослин.

Вміст органічної речовини в ґрунті

У ґрунті, крім мінеральних, містяться й органічні речовини: розкладені і напіврозкладені мікроорганізмами рештки рослин і тварин, ґрунтовий гумус або перегній. Вміст гумусу в різних ґрунтах різний (у ґрунтах більшості типів не перевищує 5%, у чорноземах 8 - 10%, у болотних ґрунтах 18 - 20%) і зменшується від поверхні вглиб.

Вміст органічних речовин визначають за втратою маси ґрунту під час прожарювання (ВПП), оскільки при 900⁰С органічні речовини згорають із виділенням СО₂, пари води та інших газоподібних продуктів, зокрема NО, NО₂, SO₂. Однак за цієї температури із ґрунту видаляються, крім органічних речовин, гази, гігроскопічна й кристалізаційна вода, СО₂ карбонатів тощо.

Наважку повітряно-сухого ґрунту масою 1 – 2 г, зважену на аналітичних терезах у фарфоровому тиглі, ставлять у холодну муфельну піч і прожарюють при 900⁰С упродовж 1 - 1,5 год. Потім тигель охолоджують в ексикаторі і зважують. Повторне прожарювання проводять 15 - 20 хв. до сталої маси тигля з пробою ґрунту. ВПП обчислюють за формулою:

ВПП = - ω (H₂O_гігр.), %

де m₁ і m₂ – маса тигля з наважкою повітряно-сухого ґрунту до і після прожарювання відповідно, г; g – маса наважки повітряно-сухого ґрунту, г; К – коефіцієнт перерахунку на сухий ґрунт, який визначають за формулою:

К = ,

де ω (Н₂О _гігр.) – масова частина гігроскопічної води, %.

Повторюють аналіз з іншими типами ґрунтів і порівнюють вміст органічних речовин у чорноземі, підзолистому ґрунті, сіроземі тощо.

Гідролітична кислотність ґрунту

Кислотність ґрунту має велике значення для росту й розвитку рослин, впливає на асиміляцію ґрунтовим обмінним комплексом катіонів важких металів та їх міграцію, доступність засвоєння окремих поживних речовин рослинами тощо (таблиця.5.1).

Так, при випаданні кислотних дощів знищується рН ґрунтового розчину, що може створити несприятливі умови для розвитку рослин; збільшується рухливість йонів металів, що містилися в ґрунті у вигляді малорозчинних солей слабких кислот (карбонати, фосфати, флуориди); зростає можливість накопичення рослинами катіонів важких металів і отруєння травоїдних, а потім хижих тварин і людини внаслідок акумуляції по ланцюгах живлення.

Розрізняють 2 види кислотності ґрунту:

1. актуальну;

2. потенційну.

Актуальна кислотність визначається наявністю вільних йонів Н⁺ у ґрунтовому розчині, її позначають як рН. Потенційна кислотність зумовлена наявністю Н⁺ у ґрунтово-вбирному комплексі (ГВК) і позначаються Н. Потенційну кислотність поділяють на обмінну і гідролітичну.

Обмінна кислотність зумовлена рухливими йонами Н⁺, які можуть бути витіснені з ґрунтово-вбирного комплексу катіонами нейтральних солей (NaCl, КCl та ін.).

Гідролітичну кислотність виявляють обробкою ґрунту розчинами солей сильної основи і слабкої кислоти (наприклад, ацетатом натрію СН₃СООNа).

Таблиця 5. 1