Почва и геохимия
Почвоведение и геохимия изучают химический состав и реакции почв, а также приповерхностных слоев Земли, где взаимодействуют минералы, вода, органические вещества и организмы.
Definition
Раздел экологической химии, изучающий состав, реакции и поверхностную химию почв и приповерхностной геосферы.
Scope
Эта область охватывает химию твердой Земли при низких температурах: выветривание минералов и почвообразование, природу и реакционную способность органического вещества почвы, кислотность и окислительно-восстановительный потенциал почвы, а также процессы сорбции и ионного обмена на минеральных и органических поверхностях. Она связывает круговорот элементов, доступность питательных веществ и поведение загрязняющих веществ в наземной среде.
Sub-topics
Core questions
- Как породы выветриваются, образуя почвы и высвобождая элементы?
- Что контролирует кислотность и окислительно-восстановительный статус почвы?
- Как минеральные и органические поверхности удерживают ионы и загрязняющие вещества?
- Как образуется, стабилизируется и разлагается органическое вещество почвы?
Key theories
- Поверхностное комплексообразование на межфазных границах почвы
- Удержание ионов в почвах описывается адсорбцией и поверхностным комплексообразованием на заряженных минеральных и органических поверхностях, регулируемым pH, ионной силой и конкурирующими ионами, что контролирует подвижность питательных веществ и загрязняющих веществ.
- Выветривание и педогенез
- Химическое выветривание первичных минералов стимулирует почвообразование, высвобождая питательные вещества и образуя вторичные глины и оксиды, поверхности которых доминируют в химическом поведении почвы.
Mechanisms
Химия почвы регулируется межфазными границами. Поверхности глин, оксидов и гумуса с переменным и постоянным зарядом обменивают катионы и связывают анионы и металлы; pH и окислительно-восстановительный потенциал определяют видовой состав; а выветривание постоянно поставляет реакционноспособные вторичные фазы. Эти процессы определяют распределение элементов между раствором и твердой фазой.
Clinical relevance
Почва и геохимия лежат в основе плодородия почв, удержания или высвобождения тяжелых металлов и загрязняющих веществ, а также стратегии ремедиации, и они документируют всемирное распространение загрязнения микроэлементами.
History
Экологическая химия почв развивалась из классического почвоведения и геохимии, при этом теория поверхностного комплексообразования и спектроскопические исследования поверхностей способствовали развитию этой области на протяжении конца 20 века.
Key figures
- Garrison Sposito
- Donald L. Sparks
- Victor Goldschmidt
Related topics
Seminal works
- sparks2003
- sposito2008
- nriagu1988
Frequently asked questions
- Чем это отличается от агрономического почвоведения?
- Оно сосредоточено на фундаментальной химии почв и геосферы, включая поведение загрязняющих веществ, а не конкретно на методах растениеводства.