Acid-Base Buffering of Soils with Different Granulometric Composition in the Conditions of Heavy Metal Pollution
DOI:
https://doi.org/10.52575/2712-7443-2024-48-4-616-627Keywords:
Buffering capacity, Haplic Chernozem, soil substrates, physico-chemical properties, acidityAbstract
The acid-base buffering capacity of soils and soil-sandy substrates was studied with a view to investigating the effect of the granulometric composition on their acid-base properties under the model contamination with Pb, Cd, and As. The method of continuous potentiometric titration of aqueous suspensions was applied. The titration curves were used to calculate the buffering over the pH value intervals. The authors provide diagrams to show the buffering value dependence on pH. The research findings reveal that when a soil solution is acidified or alkalized, buffer mechanisms are triggered with the participation of certain components of the soil solid phase. The participants of acid-alkaline buffer reactions in the pH range from 4.2 to 8 are mainly the soil cation exchange capacity, soil carbonates and silicates. With an increase in the proportion of sand in the granulometric composition of soils, the acid-base buffer capacity decreases, resulting in a reduced ability to resist acidification in conditions of Cd, Pb, and As pollution, due to hydrolysis and displacement of protons from the soil absorbing complex, the latter being caused by exchange processes with cations. The nature of the dependence is determined by the composition of the solid phase, the presence of carbonates and exchange cations in it. The authors suggest that a change in the acid-base buffering parameters may be used as an objective criterion for assessing the qualitative condition of soil.
Acknowledgements
The study was supported by the Russian Science Foundation (project No. 23-24-00646) at the Southern Federal University.
Downloads
References
Безуглова О.С., Хырхырова М.М. 2008. Почвы Ростовской области. Ростов-на-Дону, Изд-во ЮФУ, 352 с.
Белопухов С.Л., Савич В.И., Байбеков Р.Ф. 2020. Комплексообразование ионов металлов в почвенных растворах. Агрофизика, 1: 1–8. https://doi.org/10.25695/AGRPH.2020.01.01
Головатый С.Е., Хилимончик П.Р., Савченко С.В., Кузьмич А.Н., Дузинчук В.Д. 2021. Подходы к экологическому нормированию тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных земель. В кн.: Сахаровские чтения 2021 года: Экологические проблемы XXI века. Материалы 21-й международной научной конференции, Минск, 20–21 мая 2021. Минск, ИВФ Минфина: 162–166. https://doi.org/10.46646/SAKH-2021-2-162-166
Гукалов В.В., Савич В.И. 2021. Оценка свойств, процессов и режимов кислотно-основного состояния дерново-подзолистых почв. Агроэкоинфо, 1(43): 15. https://doi.org/10.51419/20211110
Гукалов В.В., Савич В.И., Поляков А.М. 2021. Интегральная оценка кислотно-основного и окислительно-восстановительного состояния системы почва-растение. В кн. Почвы – стратегический ресурс России. Доклады VIII съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева и Школы молодых ученых по морфологии и классификации почв, Сыктывкар, 22 апреля – 08 июня 2021. Москва – Сыктывкар, ИЮБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН: 78–87.
Дмитраков Л.М., Дмитракова Л.К., Пинский Д.Л., Самсонова В.П. 2012. Буферность почв и нормирование в них тяжелых металлов. Проблемы агрохимии и экологии, 1: 53–56.
Ковалев И.В., Ковалева Н.О. 2020. Экологические функции почв и вызовы современности. Экологический вестник Северного Кавказа, 16(2): 4–16.
Козлова Н.В., Керимзаде В.В. 2020. Использование показателей кислотно-основной буферности в оценке состояния агрогенно-измененных бурых лесных почв Черноморского побережья Западного Кавказа. Проблемы агрохимии и экологии, 3: 44–50. https://doi.org/10.26178/AE.2020.46.87.002
Медведев И.Ф., Деревягин С.С. 2017. Тяжелые металлы в экосистемах. Саратов, Ракурс, 178 с.
Надточий П.П., Мыслыва Т.Н. 2014. Эталонные величины кислотно-основной буферности дерново-подзолистых почв для фонового мониторинга. Агрохимия, 3: 83–89.
Покатилова А.Н. 2008. Кислотно-основная буферность черноземных почв Южного Зауралья и её изменение при антропогенном воздействии. Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Челябинск, 19 с.
Понизовский А.А., Мироненко Е.В. 2001. Механизмы поглощения свинца (II) почвами. Почвоведение, 4: 418–429.
Русакова Е.С., Ишкова И.В., Толпешта И.И., Соколова Т.А. 2012. Кислотно-основная буферность почв транзитных и транзитно-аккумулятивных позиций ненарушенных ландшафтов Южной тайги. Почвоведение, 5: 562–573.
Савич В.И., Белопухов С.Л., Подволоцкая Г.Б., Бакланова А.А., Гукалов В.В. 2017. Влияние эффектов протонирования и гидратообразования на вытеснение марганца за счет комплексообразования на дерново-подзолистых почвах. Бутлеровские сообщения, 52(12): 46–51.
Соколова Т.А., Толпешта И.И., Русаков Е.С. 2016. Вклад отдельных реакций в формирование кислотно-основной буферности почв пойм ручьев (Центрально-лесной государственный заповедник). Почвоведение, 4: 434–447. https://doi.org/10.7868/S0032180X16040134
Соколова Т.А., Толпешта И.И., Трофимов С.Я. 2012. Почвенная кислотность. Кислотно-основная буферность почв. Соединения алюминия в твердой фазе почвы и в почвенном растворе. Тула, Гриф и К, 124 с.
Шабанов М.В., Маричев М.С. 2020 Адсорбция Zn, Cd, Pb, Cu в почвах, подверженных техногенной активности, на примере Красноуральского промузла. Russian Journal of Ecosystem Ecology, 5(1): 79–89.
Minkina T.M., Nevidomskaya D.G., Pol’shina T.N., Fedorov Y.A., Mandzhieva S.S., Chaplygin V.A., Bauer T.V., Burachevskaya M.V. 2017. Heavy Metals in the Soil–Plant System of the Don River Estuarine Region and the Taganrog Bay Coast. Journal of Soils and Sediments, 17(5): 1474–1491. https://doi.org/10.1007/s11368-016-1381-x
Perelomov L., Atroshchenko Y., Mukhtorov L., Sarkar B., Pinsky D., Perelomova I., Mazur A. 2021. Trace Elements Adsorption by Natural and Chemically Modified Humic Acids. Environmental Geochemistry and Health. 43(1): 127–138. https://doi.org/10.1007/s10653-020-00686-0
Pinskii D.L., Minkina T.M., Bauer T.V., Nevidomskaya D.G., Mandzhieva S.S., Burachevskaya M.V. 2018. Copper Adsorption by Chernozem Soils and Parent Rocks in Southern Russia. Geochemistry International, 56(3): 266–275. https://doi.org/10.1134/S0016702918030072
Shabanov M.V., Marichev M.S., Minkina T.M., Sokolov A.A. 2024. Oxidation of Man-Made Mineral Formations with Acid Waste Water at Sulphide-Containing Waste Dumps: A Case-Study of Karabash agglomeration. Mining Informational and Analytical Bulletin, 4: 69–85. https://doi.org/10.25018/0236149320244069
Abstract views: 30
Share
Published
How to Cite
Issue
Section
Copyright (c) 2024 Regional Geosystems
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
