Влияние ионов железа, ртути, меди на кислотно-основные свойства водных вытяжек из почв*

ХИМИЯ ПОЧВ

УДК 631.4

ВЛИЯНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА, РТУТИ, МЕДИ

НА КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК

ИЗ ПОЧВ*

Г.В. Мотузова, И.П. Макарычев, М.И. Петров

Представлены показатели влияния солей железа, ртути и меди на кислотно-основные свойства водных вытяжек из верхних горизонтов почв таежной зоны. Установлено их подкис-ление под действием металлов, выявлены процессы, ответственные за повышение содержания протонов в вытяжках: гидролиз ионов металлов и включение последних в комплексообразова-ние с водорастворимыми органическими веществами. Обнаружено влияние на эти процессы органических веществ вытяжки, а также свойств металлов, вида и количества солей, в составе которых внесены металлы в вытяжки.

Ключевые слова: подкисление почв, гидролиз металлов, комплексы металлов.

Введение

Современное состояние окружающей среды ухудшается под влиянием различных видов техногенных воздействий, среди которых загрязнение тяжелыми металлами (ТМ) относится к числу наиболее опасных. Загрязняющие вещества, в том числе и ТМ, оказывают двоякое действие: специфическое (на живые организмы), обусловленное токсичностью и их избыточным количеством, и неспецифическое, вызывающее деградацию почв, т.е ухудшение свойств, создающих плодородие. При анализе экологических последствий загрязнения почв традиционно основное внимание уделяется токсикологическим факторам, изменению при этом состояния самих ТМ, а не химической деградации почв. Однако известно, что в зоне техногенного воздействия различных видов производственной деятельности, прежде всего предприятий цветной металлургии, наблюдается закисле-ние почв. Чаще всего это связывают с выпадением кислых осадков, обусловленных выбросами в атмосферу оксидов серы и азота, преобразующихся далее в кислоты [4, 6]. Ионы металлов в водных растворах также проявляют свойства кислот. Значение этих процессов в формировании химического состояния почв раскрыто в учении об обменном алюминии как источнике обменной кислотности [7]. Несмотря на то что в почвах техногенных ландшафтов содержание тяжелых металлов может повышаться на порядки, их влияние на кислотность практически не раскрыто. В связи с этим цель работы — исследование действия железа, ртути и меди на кислотно-основные свойства водных вытяжек, характеризующих жидкую фазу почв. Внимание обращено именно на жидкую фазу почв как на компонент, наиболее чувствительный к химическим воздействиям.

Объекты и методы исследования

Объектами исследования послужили органогенные и минеральные горизонты почв северной и южной тайги: подгор. подстилки F подзола Кольского п-ова (Мурманская обл.); гор. Аd дерновой почвы Конаковского р-на Тверской обл.; подгор. подстилки Н болотно-подзолистой почвы; гор. А1А2 подзолистой почвы Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника.

Анализировали водные вытяжки из почв, которые готовили в соотношении почва:вода 1:5 для минеральных и 1:20 для органогенных горизонтов. После взбалтывания и отстаивания в течение ночи водную суспензию отфильтровывали через фильтр «синяя лента» и определяли рН стеклянным электродом. Затем проводили кислотно-основное потенциометри-ческое титрование водных вытяжек (прямое — 0,01 н. HCl и обратное — 0,01 н. NaOH). Растворенный в водных вытяжках углекислый газ удаляли продуванием воздуха, лишенного CO2.

Предварительные опыты показали, что добавление к водным вытяжкам солей металлов сопровождается их подкислением. На этой основе сформулирована нулевая гипотеза о влиянии реакции гидролиза ионов металлов и их комплексообразования с водорастворимыми органическими веществами на кислотно-основные свойства вытяжек из почв при добавлении к ним солей металлов. Эксперименты, направленные на проверку этой гипотезы, проводили в три этапа. Задача первого этапа — количественно охарактеризовать кислотные свойства ионов железа, ртути и меди в водных растворах их солей, зависимость рН растворов солей металлов от их концентрации, которая обусловлена участием ионов металлов в реакциях гидролиза. Для этого к 20 мл дистиллированной воды вводили

* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 06-05-64658-а и № 09-05-00575-а).

Таблица 1

Свойства водных вытяжек из исследуемых почв

Горизонт рН Сорр мг/л Общая кислотность, ммоль(+)/л Концентрации катионов, ммоль(+)/л НС03-, ммоль (_)/л

Са2+ Мв2+ К+ Ре3+ Си2+ ги2+

Подзол

Б 4,6 26 н/о 0,30 0,04 0,11 н/о 0,0006 0,0002 0,003

Подзолистая почва

Б 5,2 64 н/о 0,41 0,07 0,12 0,030 0,001 0,003 н/о

А1А2 5,5 31 н/о 0,19 0,03 0,59 0,010 0,001 0,002 н/о

Болотно-подзолистая почва

Н 4,2 112 2,3 0,08 0,02 0,07 н/о 0,0005 0,001 н/о

Дерновая почва

Аё2 6,4 45 1,2 0,76 0,24 0,64 н/о 0,001 0,002 0,35

20 мл 0,01 М растворов солей металлов по каплям, через минуту измеряли уровень рН стеклянным электродом. Задача второго этапа — оценить влияние на кислотно-основные свойства вытяжек из почв добавления протонов в количествах, соответствующих тем, которые продуцируются при гидролизе ионов металлов. Для этого вытяжки из почв титровали растворами НМ03 с уровнем рН, соответствовавшим рН 0,01 М растворов солей металлов. На третьем этапе опыта проводили потенциометрическое титрование водных вытяжек из почв растворами солей металлов. Последние вносили в вытяжки в тех же количествах, влияние которых на кислотность водных растворов их солей оценивалось на предыдущем этапе. Ожидаемое снижение уровня рН в вытяжках предположительно отражало влияние и гидролиза ионов металлов, и участия их в комплексообразовании с водорастворимыми органическими веществами. Ход анализа: к аликвотной порции вытяжки (20 мл) из бюретки по каплям добавляли 10 мл 0,01 М раствора соли; через 1 мин определяли рН стеклянным электродом. Уровень рН, установленный в вытяжках после добавления к ним фиксированного количества титранта (10 мл), был принят за уровень рН в условно-конечной точке титрования (далее рН КТТ). Приведенные далее графики потенциометрического титрования водных вытяжек показывают, что точки эквивалентности, или точки перегиба на кривых титрования (соответствующие реальной КТТ), достигаются при несколько меньшей концентрации металлов. Далее был проведен анализ изменения уровня рН вытяжек при титровании их до КТТ с целью выявления источника протонов, поступающих в разных вариантах опыта.

Влияние водорастворимых органических веществ на водные вытяжки из некоторых исследуемых почв проверяли, добавляя 3,2 ммоль(+)/л щавелевой кислоты и оттитровывая полученные растворы 0,01 М Си(М03)2.

Общая кислотность водных вытяжек определена титриметрически, содержание водорастворимых ор-

ганических веществ — по окисляемости бихроматом калия [1], калий — методом пламенной фотометрии, кальций, магний, медь — методом атомной адсорбции, железо — фотометрически.

Результаты и их обсуждение

Исследуемые почвы существенно различаются по кислотно-основным свойствам водных вытяжек (табл. 1). Уровни рН в них варьируют от 4,2 до 6,2. Сильнокислая реакция и высокий уровень общей кислотности отмечены в водной вытяжке из под-гор. Н болотно-подзолистой почвы вследствие наибольшего содержания в ней водорастворимых органических кислот и низкой концентрации оснований, способных их нейтрализовать. В вытяжке из гор. Аё дерновой почвы концентрация катионов в несколько раз больше, чем в таковой из подзолистых, в ней присутствуют бикарбонат-ионы, реакция близка к нейтральной.

Были экспериментально определены кислотные свойства солей металлов, действие которых на водные вытяжки планировалось исследовать далее. Термодинамические константы кислотности ионов исследуемых металлов известны [2, 8]. Кислотные свойства ионов металлов обусловлены их способностью к образованию гидроксокомплексов, которое сопровождается выделением протонов. В наибольшей мере проявляют кислотные свойства ионы Fe3+ с рКа = 2,2 (Бе3+ + Н20 = Fe0H2+ + Н+) и ионы ^2+ с рКа = 3,6 (^2++ Н20 = ^0Н+ + Н+), чрезвычайно мала величина рКа для ионов Си2+ — она составляет 7,7. Экспериментально получены свидетельства формирования кислой реакции в водных растворах солей металлов и ее зависимости от концентрации солей. Эта зависимость определяется последовательно меняющимся соотношением гидроксокомплексов металлов, образующихся при гидролизе. С ростом концентрации солей металлов количество освобожденных протонов увеличивается, и уровень рН в растворах солей падает (рис. 1, табл. 2). Отмечаются активное

Таблица 2

Выборочные показатели зависимости уровня рН водных растворов солей металлов

от их концентрации

Концентрация Си(^з)2, ммоль/л рН Концентрация ЩС12, ммоль/л рН Концентрация ммоль/л рН Концентрация Fe2(SO4)з, ммоль/л рН

0,0 5,67 0,0 5,67 0,0 5,67 0,0 5,67

2,0 5,32 1,0 5,14 0,5 3,60 0,5 3,50

3,0 5,24 2,0 4,99 2,0 3,22 2,0 2,84

5,0 5,15 3,0 4,94 3,0 3,12 3,0 2,70

10,0 5,02 10,0 4,44 10,0 2,84 10,0 2,31

снижение рН в разбавленных водных растворах солей (до 0,002 М) и ослабление интенсивности процесса при дальнейшем росте концентрации солей. При постепенном увеличении концентрации металла и кислотности раствора образование гидроксокомплек-сов металлов ограничивает рост активности в нем протонов. В растворе при этом меняется соотношение преобладающих форм ионов металлов [5, 11]. Например, при рН 5,7, характерном для дистиллированной воды, преобладающими формами ионов железа являются гидроксокомплексы FeOH2+ и Fe(OH)2+, тогда как при рН 2,3 преобладают димеры Fe2(OH)24+ и аквакомплексы Fe(H2O)63+, количество гидроксоком-плексов Fe(OH)30 от уровня рН не зависит.

Ионы железа из числа рассматриваемых ионов металлов проявляют наиболее сильные кислотные свойства. Уровень рН 0,01 М водного раствора Fe2(SO4)3 составляет 2,3, что на 3,5 единицы ниже, чем рН дистиллированной воды. Более слабые кислотные свойства проявляют ионы меди: при уровне рН < 5,0 внесение их новых порций не сопровождается образованием дополнительного количества гидроксокомплексов, уровень рН 0,01 М водного раствора Cu(NO3)2 составляет 5,0 (на 0,7 единицы ниже рН воды) (рис. 1).

Получены свидетельства того, что уровень рН в водных растворах солей металлов зависит не только от способности ионов этих металлов к образованию

рН

6,0

5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0

Си (N03)2

1 НдС12

нд(М03)2

- Ре2 (804)З | 1 1 1

0 2 4 6 8

Концентрация солей, ммоль/л

10

Рис. 1. Зависимость уровней рН растворов солей металлов от их концентрации

гидроксокомплексов, но и от их способности к конкурирующему комплексообразо-ванию. Доказательством этого являются резкие различия кислотности водных растворов разных солей одного и того же металла, например, ртути.

При отсутствии анионов, способных к комплексообра-зованию с Щ2+ (в растворе Hg(NO3)2), образование гидроксокомплексов проходит интенсивно, что сближает их в этом отношении с Fe3+. Особенно активен процесс образования гидроксокомплексов ионов ртути в сильно разбавленных растворах солей: относительное снижение активности гидролиза отмечается при концентрации 0,005 М Hg(NO3)2. Уровень рН 0,01 М водного раствора Hg(NO3)2 достигает 2,8 (рис. 1).

Иные кислотно-основные условия формируются в водных растворах ЩС12. Ионы ртути активны в образовании хлоридных комплексов. Этот процесс ведет к снижению количества свободных ионов металла, ограничению образования гидроксокомплексов и соответственно к уменьшению выхода протонов и ослаблению кислотных свойств водных растворов хлорида ртути. Раствор 0,01 М ЩС12 имеет рН 4,4 (рис. 1).

На следующем этапе работы проводили потен-циометрическое титрование водных вытяжек из почв водными растворами солей металлов и растворами HNO3 с кислотностью, равной той, которую имела соответствующая соль металла.

Результаты титрования показали эффективность добавления к ним протонов и их включения в реакции протонизации. Эффект зависел от уровня рН кислоты, действие которой на вытяжку проверялось. Если опыты были поставлены для оценки влияния на вытяжку солей Hg(NO3)2 и Fe2(SO4)3, то титрование их проводили растворами HNO3 с рН 2,8 и 2,3 соответственно. При этом на кривых в зоне, близкой к начальной точке титрования, после добавления первых порций раствора кислоты отмечено резкое снижение рН. Это является отражением эффективности реакции гидролиза ионов ртути и железа, так как к вытяжке было добавлено количество протонов, эквивалентное таковому, образующемуся при гидролизе ионов этих металлов. Рисунок 2 свидетельствует, в частности, об интенсивности подкисления вытяжки из гор. Лё дерновой почвы под влиянием гидролиза нитрата ртути. Такого эффекта, однако, не было при добавлении к вытяжке из гор. А1А2 подзолистой почвы (с рН 4,5) кислоты с рН 5,0, который соответствовал рН 0,01 М Си (^3)2 (табл. 3).

Однако исчерпывающей количественной мерой гидролиза ионов металлов снижение рН в анализируе-

мой вытяжке под влиянием протонов кислоты в количестве, эквивалентном тому, которое продуцируется ионами металлов вследствие их гидролиза, служить не может. Этот эффект характеризует скорее последействие гидролиза металлов, так как вытяжка обладает буферно-стью по отношению к образующимся при этом протонам и обеспечивается ходом противоположно направленных реакций протониза-ции. Дополнительно появившиеся протоны включаются во взаимодействие с анионами органических кислот, с комплексами железа, алюминия и других металлов, вызывая снижение их основности, а далее возможно последующее протонирование освободившихся органических лигандов. В результате график изменения рН выполаживается, проходит точку эквивалентности и при добавлении кислоты практически не меняется. Величина рН, зарегистрированная после добавления к вытяжке заданного количества кислоты, характеризует, как было отмечено выше, условно-конечную точку титрования, несколько отличающуюся от точки эквивалентности. Тем не менее в условиях протекания процессов протонирования в вытяжках отмечается подкисление, что и рассматривается как остаточное проявление гидролиза ионов металлов.

При титровании растворами солей металлов водных вытяжек из органогенных горизонтов почв и в точках эквивалентности, и в условно-конечных точках титрования (рН КТТ солями ТМ) отмечено установление такого уровня рН, который оказывался ниже по сравнению и с таковым анализируемых водных вытяжек в исходном состоянии, и тех же вытяжек при титровании их раствором НК03 (рН ККТ растворами НК03) (табл. 3).

Это рассматривается как свидетельство подкис-ления вытяжек не только за счет гидролиза добавляемых к ним ионов металлов, но и других реакций, приводящих к появлению протонов в растворе под влиянием ионов металлов. Ими могут быть замещение ионами металлов протонов кислых функциональных групп органических кислот, комплексообразование с ними. Отсутствие определенности в представлениях о последовательности образования гидроксокомплексов ТМ и их органо-минеральных комплексов, осложненных необходимостью учета буферных реакций, не позволяет точно определить вклад каждой из реакций в подкисление вытяжек из почв под влиянием солей металлов, рассчитать баланс протонов разного происхождения. Тем не менее очевидно, что эффект подкисления вытяжек зависел и от вида металлов, и от свойств вытяжек.

Растворы солей железа и ртути (внесенной в форме нитрата) имели сильнокислую реакцию за счет того, что их ионы обладают большой склонностью к гидролизу. Титрование водных вытяжек растворами

Таблица 3

Уровни рН исходных растворов солей, водных вытяжек и конечных точек титрования растворами солей и HNOз

Соль рН 0,01 М раствора соли рН вытяжки рН КТТ раствором HN03 рН КТТ солями Ме

Подзол, подгор. F

2,31 4,14 2,63 2,44

Си(М03)2 5,00 4,22 н/о 4,05

Подзолистая почва, подгор. Р

2,31 4,36 2,84 2,48

Си(М03)2 5,00 4,13 н/о 4,08

Подзолистая почва, гор. А1А2

Ре2(804)3 2,31 4,53 2,61 2,48

Си^03)2 5,00 4,53 4,65 4,32

Болотно-подзолистая почва, подгор. Н

Си^03)2 5,00 4,42 н/о 3,94

ИвС12 4,44 4,40 н/о 4,33

Дерновая почва, гор. Ad

Си(К03)2 5,00 6,34 н/о 5,10

ИвС12 4,44 6,36 н/о 5,77

^(N03)2 2,84 6,31 3,17 2,71

НК03 с такой же сильнокислой реакцией (уровень рН 2,3—2,8) вызвало активное подкисление водных вытяжек (на 1,5—1,9 единицы рН), что позволяет считать вклад реакций гидролиза ионов этих металлов в подкисление вытяжек существенным (табл. 3).

При титровании водных вытяжек растворами солей железа и ртути (внесенной в форме нитрата) имело место дополнительное подкисление водных вытяжек, несколько более сильное по сравнению с тем, которое было создано при титровании раствором НК03. Это свидетельствует о выделении дополнительного количества протонов, которое предположительно обусловлено преимущественно комплексообразованием ионов железа и ртути с водорастворимыми органическими веществами. Механизмы образования различных комплексов ионов

рн

7

Н1\103

" Нд(М03)2 ♦—» • ♦ +—♦ 1 1 1

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Объем титранта, мл

1,2 1,4

Рис. 2. Кривые титрования вытяжки из гор. Аё 0,01 М Щ^03)2

и Н^3

металлов с органическими кислотами, которые сопровождаются выделением протонов, описаны в [10, 12]. Например:

R-COOH + Ме

2+ _

R-COOMe+ + Н+,

R-COO- + Ме2+ + HOOC-R/ = = R-COOMeOOC-R/ + Н+.

Некоторые исследователи экспериментально показали существование процессов выделения протонов в результате комплексообразования ионов металлов с гуминовыми и фульвокислотами [12, 14].

Что касается ионов меди, то их способность к гидролизу существенно ниже, чем ионов железа и ртути. Протоны, внесенные в вытяжки в количествах, эквивалентных образуемым при гидролизе ионов меди (опыт с титрованием вытяжки раствором HNO3), не вызывают изменения рН исходно кислых вытяжек. Однако при титровании раствором Cu(NO3)2 водных вытяжек из исследуемых почв уровень рН в них снижается на 0,2—1,2 единицы (табл. 3). Полагаем, что это вызвано комплексообразованием с водорастворимыми органическими веществами ионов меди, относящихся к числу активных комплексообра-зователей [2]. Активность свободных ионов меди в анализируемом растворе при этом синхронно падает. Ограниченную способность к комплексообразованию с водорастворимыми органическими веществами проявляют ионы ртути, внесенные в форме хлоридов. Конкурирующее комплексообразование ионов ртути с хлорид-ионами ослабляет их способность к образованию комплексов с водорастворимыми органическими веществами (рис. 3).

Среди исследуемых почв наиболее значительное подкисление под влиянием солей ТМ происходило в водных вытяжках из гор. Аё дерновой почвы, реакция которой близка к нейтральной. Такие условия благоприятствуют как комплексообразованию ионов металлов с органическими веществами, так и их гидролизу.

Для подтверждения влияния на кислотность водных вытяжек процессов комплексообразования ионов металлов с органическими кислотами было проведено потенциометрическое титрование раство-

ри

6,6 6,4 6,2 6,0 5,8 5,6 5,4 5,2 5,0

НдС12

Си(МОзЬ* 1 1 1

ром Cu(NO3)2 вытяжек из двух образцов (подгор. Н болотно-подзолистой почвы и гор. Аё дерновой почвы), к которым была добавлена щавелевая кислота (по 3,2 ммоль(+)/л). Она была выбрана для опыта как постоянный компонент жидкой фазы различных почв [3, 9]. Добавки щавелевой кислоты в таком количестве вызвали усиление снижения уровня рН в вытяжках, особенно в дерновой почве (табл. 4). В результате уровни рН вытяжек из проб двух названных почв, исходно резко различавшихся по кислотности, сблизились в кислой области. Щавелевая кислота в их составе стала ведущим компонентом. Взаимодействие ионов металлов с органическими веществами в этой области рН (3,0—3,1) не столь активно, как в нейтральной среде. Тем не менее при титровании солями металлов подкисление вытяжек из обеих почв под влиянием добавок к ним щавелевой кислоты усилилось. Простое сопоставление соотношения уровней рН начальных и конечных точек титрования вытяжки из исследуемых почв невозможно, так как титрование проб в этих опытах проходило в разных условиях (реакция вытяжки из дерновой почвы в исходном состоянии близка к нейтральной, в присутствии дополнительных количеств щавелевой кислоты — сильнокислая).

Таблица 4

Уровни рН начальной и конечной точек титрования водных

вытяжек из исследуемых почв в исходном состоянии и после добавки щавелевой кислоты

Образец Объект титрования рН НТТ рН КТТ

№ 1 Вытяжка из подгор. Н болотно-подзолистой почвы, исходная Вытяжка из обр. № 1 +3,2 ммоль(+)/л щавелевой кислоты 4,42 3,00 3,94 2,81

№ 2 Вытяжка из гор. Аё дерновой почвы, исходная Вытяжка из обр. № 2 +3,2 ммоль(+)/л щавелевой кислоты 6,34 3,15 5,10 2,87

0 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 Концентрация металлов, моль/л

Рис. 3. Изменение рН водной вытяжки из гор. Аё дерновой почвы в ходе титрования ее растворами Cu(NOз)2 и ЩС12

Выводы

• Экспериментально установлены кислотные свойства водных растворов солей Fe2(SO4)3, Hg(NO3)2, ЩС12, Cu(NO3)2 и их зависимость от состава и концентрации: уровни рН 0,01 М растворов солей металлов равны соответственно 2,3; 2,8; 4,4; 5,0.

• Уровни рН водных вытяжек из исследуемых почв колеблются в широких пределах: от 4,2 в вытяжке из подгор. подстилки Н болотно-подзолистой почвы (содержание Сорг 112 мг/л) до 6,4 в вытяжке из гор. Аё дерновой почвы (Сорг 45 мг/л).

• При потенциометрическом титровании водных вытяжек из исследуемых почв растворами солей железа, меди, ртути наблюдается снижение рН вытяжек на 0,1—2,1 единицы.

• Источниками подкисления вытяжек при внесении сульфатов железа, нитратов ртути является

гидролиз ионов металлов и комплексообразование их с лигандами органических кислот; при внесении солей меди и ртути (в форме хлоридов) — комплек-сообразование ионов металлов с органическими кислотами.

• Добавление щавелевой кислоты к водным вытяжкам из почв сопровождается усилением подкисляющего действия на них внесения солей меди.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Воробьева Л.А. Теория и методы химического анализа почв. М., 1995.

2. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М., 1979.

3. Мотузова Г.В., Зорина А.В., Степанов А.А. Водорастворимые органические вещества в составе почвенных вод таежных биогеоценозов Кольского полуострова // Гуминовые вещества в биосфере: Тез. докл. II Междунар. конф. СПб., 2003.

4. Никонов В.В., Макаров М.И., Копцик Т.Н. и др. Кислотные осадки — глобальная экологическая проблема // Кислотные осадки и лесные почвы. Апатиты, 1999.

5. Рудакова Т.А., Воробьева Л.А, Новых Л.Л. Методические указания по расчету диаграмм растворимости труднорастворимых соединений. М., 1986.

6. Соколова Т.А., Дронова Т.Я. Изменение почв под влиянием кислотных выпадений. М., 1993.

7. Чернов В.А. О природе почвенной кислотности. Л., 1947.

8. Essington M.E. Soil and water chemistry. An integrative approach. L.; N.Y.; Washington, 2004.

9. HeesP.A.W. van, Lundstrom U.S., GieslerR.. Low molecular weight acids and their Al complexes in soil solution — composition, distribution and seasonal variation in three podzolized soils // Geoderma. 2000. Vol. 94.

10. Kaemmerer M., Guiresse M., Revel J.C. et al. Conduc-tometric behaviour of humic acids with Cu(II) ions // Analusis. 1999. Vol. 27, N 5.

11. Lindsay W.L. Chemical equilibria in soils. N.Y.,

1979.

12. MacCarthy P., Perdue E.M. Complexation of metal ions by humic substances: fundamental considerations // Interactions at the soil colloid-soil solution interface. Dordrecht, 1991. NATO ASI Ser. Vol. 190.

13. Robertson A.P., Leckie J.O. Acid/base, copper binding, and Cu2+/H+ exchange properties of a soil humic acid, an experimental and modeling study // Environ. Sci. Technol. 1999. Vol. 33, N 5.

14. Stevenson F.J. Humus chemistry: genesis, composition, reactions. N.Y., 1994.

Поступила в редакцию 25.04.2011

INFLUENCE OF IRON, MERCURY, COPPER IONS ON ACID-BASE PROPERTIES OF WATER-EXTRACTS FROM SOILS

G.V. Motuzova, I.P. Makarichev, M.I. Petrov

The effect of salts Fe, Hg, Cu on acid-base properties of water extracts from upper soil horizons of the taiga zone was investigated. The acidification of water extracts under the influence of metals was revealed and the processes responsible for elevated levels of protons in extracts identified. They included hydrolysis of metal ions and the formation of their complexes with water-soluble organic substances. It was investigated the effect on these processes of organic matter, the properties of metals, the type and amount of salt in the composition of which the metals were added to the extracts.

Key words: acidification of soils, hydrolysis of metals, complexes of metals.

Сведения об авторах.

Мотузова Галина Васильевна, докт. биол. наук, профессор каф. химии почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова; тел.: 8 (495) 939-31-97. Макарычев Иван Павлович, аспирант каф. химии почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова; тел.: 8 (495) 939-31-97. Петров Михаил Игоревич, студент каф. химии почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова; тел.: 8 (495) 939-31-97.