Кислотно-сульфатная почва

Сульфатно-кислые почвы — это естественные почвы, отложения или органические субстраты (например, торф ), которые образуются в условиях заболачивания. Эти почвы содержат сульфидные минералы железа (преимущественно минерал пирит ) и/или их окисления продукты . В ненарушенном состоянии ниже уровня грунтовых вод сульфатно-кислые почвы доброкачественны. Однако если почвы осушены, раскопаны или иным образом подвергаются воздействию воздуха, сульфиды вступают в реакцию с кислородом с образованием серной кислоты .

Выброс этой серной кислоты из почвы, в свою очередь, может привести к высвобождению железа , алюминия и других тяжелых металлов и металлоидов (особенно мышьяка ) в почву. Будучи мобилизованы таким образом, кислота и металлы могут оказывать различные неблагоприятные воздействия: уничтожать растительность, просачиваться в грунтовые воды и окислять их. и поверхностные водные объекты, убивают рыбу и другие водные организмы, а также разрушают бетонные и стальные конструкции до отказа.

Формирование

Польдеры с кислыми сульфатными почвами в Гвинее-Бисау вдоль морского рукава среди мангровых зарослей

Почвы и отложения, наиболее склонные к превращению в кислые сульфатные почвы, образовались в течение последних 10 000 лет, после последнего значительного повышения уровня моря . Когда уровень моря поднялся и затопил сушу, сульфат в морской воде смешался с наземными отложениями, содержащими оксиды железа и органические вещества. В этих анаэробных условиях литотрофные бактерии, такие как Desulfovibrio desulfuricans, получают кислород для дыхания за счет восстановления сульфат-ионов в морских или грунтовых водах, образуя сероводород. Оно, в свою очередь, реагирует с растворенным двухвалентным железом, образуя очень мелкозернистые и высокореактивные кристаллы фрамбоида сульфидов железа, таких как ( пирит ). В определенном смысле более высокие температуры являются более благоприятными условиями для этих бактерий, создавая больший потенциал для образования сульфидов железа. Тропические заболоченные среды, такие как мангровые болота или устья рек, могут содержать более высокие уровни пирита, чем те, которые образуются в более умеренном климате.

Пирит стабилен до тех пор, пока не подвергнется воздействию воздуха, после чего пирит быстро окисляется и выделяет серную кислоту. Воздействие кислых сульфатных фильтратов почвы может сохраняться в течение длительного времени и/или достигать пика в зависимости от сезона (после засушливых периодов с первыми дождями). В некоторых районах Австралии кислые сульфатные почвы, осушенные 100 лет назад, до сих пор выделяют кислоту (например, водно-болотные угодья Гиллмана в Южной Австралии).

Обобщенная реакция окисления пирита

При осушении почвы, содержащие восстановленные неорганические сульфиды, такие как пирит, могут стать чрезвычайно кислыми ( рН < 4) из-за окисления сульфидов в серную кислоту (H ₂ SO ₄ ):

${\ce {4 FeS2 + 15 O2 + 14 H2O -> 16 H+ + 8 SO4^2- + 4 Fe(OH)3 (v)}}$

Продукт Fe(OH) ₃ , гидроксид железа(III) (оранжевый), выпадает в осадок в виде твердого нерастворимого минерала, в котором компонент щелочности иммобилизуется, в то время как кислотность остается активной в серной кислоте . Процесс закисления сопровождается образованием большого количества алюминия (Al ³⁺ , выделяющиеся из глинистых минералов под действием кислотности), губительные для растительности. Другими продуктами химической реакции являются:

1. Сероводород (H ₂ S), газ с неприятным запахом.
2. Сера (S), желтое твердое вещество.
3. Сульфид железа(II) (FeS), черное/серое/синее твердое вещество.
4. Гематит (Fe ₂ O ₃ ), красное твердое вещество.
5. Гетит ( ${\ce {FeO.OH}}$), коричневый минерал
6. Соединения сульфата железа (например, ярозит , швертманнит , гипс и эпсомит )
7. H-Clay ( водородная глина, с большой долей адсорбированного H ⁺ ионы, стабильный минерал, но бедный питательными веществами)

Железо может присутствовать в двухвалентной и трехвалентной формах (Fe ²⁺ , ион железа и Fe ³⁺ , ион трехвалентного железа соответственно). Форма железа растворима в относительно широком диапазоне значений pH , тогда как форма железа не растворима, за исключением чрезвычайно кислой среды, такой как соляная кислота для удаления ржавчины . Чем больше окисляется почва, тем больше доминируют формы железа. Кислые сульфатные почвы имеют множество цветов: черный, коричневый, сине-серый, красный, оранжевый и желтый. Водородную глину можно улучшить, добавив в нее морскую воду: магний (Mg) и натрий (Na) в морской воде заменяют адсорбированный водород и другие обменные кислотные катионы, такие как алюминий (Al). Однако это может создать дополнительные риски, когда ионы водорода и обменные металлы мобилизуются.

Географическое распространение

Кислые сульфатные почвы широко распространены в прибрежных регионах, а также локально связаны с пресноводными водно-болотными угодьями и солеными , богатыми сульфатами грунтовыми водами в некоторых сельскохозяйственных районах. В Австралии прибрежные кислые сульфатные почвы занимают около 58 000 км². ² , лежащие под прибрежными эстуариями и поймами рек вблизи мест проживания большей части населения Австралии. Кислотно-сульфатное нарушение почвы часто связано с дноуглубительными работами, земляными работами по осушению во время строительства каналов, жилищного строительства и пристани для яхт. Засухи также могут привести к воздействию сульфатов на почву и ее подкислению.

Влияние

Нарушающие потенциал кислотно-сульфатные почвы могут оказывать разрушительное воздействие на растительный и рыбный мир, а также на водные экосистемы . Смыв кислого фильтрата в грунтовые и поверхностные воды может вызвать ряд последствий, в том числе:

• Экологический ущерб водным и прибрежным экосистемам в результате гибели рыбы , увеличения вспышек заболеваний рыб , доминирования кислотоустойчивых видов, осаждения железа и т. д.
• Воздействие на проекты эстуарного рыболовства и аквакультуры (рост заболеваемости, потеря нерестилищ и т. д.).
• Загрязнение подземных и поверхностных вод мышьяком , алюминием и другими металлами.
• Снижение продуктивности сельского хозяйства из-за загрязнения почв металлами (преимущественно алюминием).
• Ущерб инфраструктуре в результате коррозии бетонных и стальных труб, мостов и других подземных объектов.

Сельскохозяйственное воздействие

Морская вода подается в обвалованный польдер на сульфатно-кислой почве для улучшения почвы и борьбы с сорняками, Гвинея-Бисау.

Потенциально кислые сульфатные почвы (также называемые кошачьими глинами) часто не обрабатываются, а если и возделываются, то их засевают рисом , чтобы почву можно было поддерживать влажной, предотвращая окисление. Подземный дренаж таких почв обычно не рекомендуется.

При культивировании сульфатно-кислые почвы не могут постоянно оставаться влажными из-за климатических засух и нехватки поливной воды. Поверхностный дренаж может помочь удалить кислотные и токсичные химикаты (образующиеся в засушливые периоды) во время дождливых периодов. В долгосрочной перспективе поверхностный дренаж может помочь рекультивировать кислые сульфатные почвы. Таким образом, коренное население Гвинеи-Бисау сумело освоить почвы, но на это у них ушло много лет тщательного управления и тяжелого труда.

В статье о осторожном дренаже земель автор описывает успешное применение подземного дренажа на кислых сульфатных почвах прибрежных польдеров штата Керала, Индия.

Также в Сандербансе , Западная Бенгалия, Индия, кислые сульфатные почвы использовались в сельскохозяйственных целях.

Исследование в Южном Калимантане , Индонезия, в условиях пергумидного климата показало, что кислые сульфатные почвы с широко расположенной подземной дренажной системой дали многообещающие результаты при выращивании горного риса , арахиса и сои . Местное население издревле уже обосновалось в этой местности и могло выращивать различные культуры (в том числе плоды деревьев), используя вырытые вручную стоки, идущие от реки в землю до тех пор, пока не достигали задних болот. Урожайность была скромной, но давала достаточный доход, чтобы обеспечить достойную жизнь.

Рекультивированные сульфатно-кислые почвы имеют хорошо развитую почвенную структуру благодаря обилию трехвалентных катионов (в основном Al ⁺³ ), обладающие очень сильным флокулирующим эффектом; они хорошо проницаемы, но бесплодны из-за выщелачивания произошедшего .

Во второй половине 20-го века во многих частях мира заболоченные и потенциально кислые сульфатные почвы активно осушались, чтобы сделать их продуктивными для сельского хозяйства . Результаты оказались катастрофическими. Почвы непродуктивны, земли выглядят бесплодными, а вода очень прозрачная (опять же из-за флокулирующего действия Al ⁺³ ), лишенный ила и жизни. Однако почвы могут быть красочными.

Строительство

Когда кирпичная кладка постоянно влажная, например, в фундаментах, подпорных стенах, парапетах и ​​дымоходах, сульфаты в кирпичах и растворе могут со временем кристаллизоваться и расширяться, вызывая распад раствора и штукатурки. Чтобы свести к минимуму этот эффект, следует использовать специализированную кирпичную кладку с низким содержанием сульфатов. Такое же воздействие на фундаменты зданий оказывают и сульфаты кислот, находящиеся в недрах грунта. Адекватную защиту можно обеспечить с помощью полиэтиленовой пленки для покрытия фундамента или использования стойкого к сульфатам портландцемента . Для определения уровня pH почвы необходимо провести исследование почвы.

Реставрация и управление

Подняв уровень грунтовых вод, после нанесения ущерба из-за чрезмерно интенсивного дренажа, можно восстановить почвы.В следующей таблице приведен пример.

Дренаж и урожай масличной пальмы Малайзии на кислых сульфатных почвах (по То Пэн Инь и Пун Ю Чин, 1982 г.)
Урожайность в тоннах свежих плодов с га:

Год	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71
Урожай	17	14	15	12	8	2	4	8	14	19	18	19

Глубина и интенсивность дренажа были увеличены в 1962 году. Уровень грунтовых вод снова был поднят в 1966 году, чтобы противостоять негативным последствиям.

Во время «тысячелетней засухи» в бассейне Мюррей-Дарлинг в Австралии произошло обнажение кислых сульфатных почв. Для предотвращения дальнейшего закисления были предприняты крупномасштабные инженерные мероприятия, включая строительство дамбы и откачку воды для предотвращения воздействия и закисления озера Альберт. Борьба с подкислением нижних озер также осуществлялась с помощью воздушного дозирования известняка.

Австралийская терминология

Сульфат или сульфат?

Хотя слова «сульфат», «сульфат» и «сульфид» являются стандартными австралийско-английскими вариантами написания, австралийским исследователям рекомендуется принять американо-английское написание этих терминов как в отечественных, так и в международных публикациях, чтобы, среди прочего, их написание соответствовало IUPAC. определения. Таким образом, хотя в австралийской литературе часто встречается слово «сульфатно-кислая почва», сейчас предпочтительным написанием является «сульфатно-кислая почва».

История

Термин « кислые сульфатные почвы » (ASS) был придуман Рабочей группой по номенклатуре и методам для первого Международного симпозиума по кислым сульфатным почвам (1972, Вагенинген ) для обозначения почв, которые содержат или могут производить серную кислоту в количества, которые вызывают значительные и долговременные изменения в ключевых свойствах почвы. Этот термин постепенно был принят международным научным сообществом ради международной последовательности и сотрудничества. До этого в разных регионах использовались такие разговорные термины, как:

• argilla vitriolacea (лат. «глина с серной кислотой» - придумано Карлом Линнеем );
• Kattekleigronden или Katte Klei (голландский, « кошачья глина »);
• Гифтерде (нем. «проклятая/отравленная земля»); и
• Майболт (австро-германский дух или существо, которое в гневе проклинало почву, чтобы испортить урожай).

Термин «сульфатнокислая почва» полезен для общего обсуждения, но не отражает нюансов, необходимых для технической классификации почв. Дополнительные термины, такие как « потенциально кислая сульфатная почва» (PASS), « активная кислая сульфатная почва» (AASS) и « постактивная кислая сульфатная почва» (PAASS), помогли исследователям различать следующее:

• ПАСС: некислые почвы, не содержащие существенных количеств серной кислоты, но содержащие необходимые материалы для ее производства в определенных условиях;
• ААСС: почвы, кислые из-за присутствия серной кислоты; и
• PAASS: почвы, которые когда-то были активными сульфатно-кислыми почвами, но с тех пор выветрились или «созрели». до такой степени, что они были похожи на «нормальную» субаэральную почву с точки зрения их химических и физических свойств (например, pH и дренажа).

Поскольку один профиль почвы может содержать PASS, AASS и PAASS на разных глубинах, термин « материал » был добавлен в качестве модификатора (т. е. PASS-материал, AASS-материал и PAASS-материал), чтобы обеспечить более детальное описание сложные почвы. Однако эти термины все еще несколько громоздки и непригодны для технической классификации. Кроме того, «сульфатно-кислые почвы» и их разновидности подразумевают, что сульфатно-кислые почвы представляют собой совершенно другой тип или класс почвы, а не особенность почвы, которая может проявляться при определенных условиях. Следовательно, произошел постепенный отход от этих терминов в пользу более стандартизированных, оперативных определений. 

Сульфидный и серный материал

Термины «сульфидный материал» и «серный материал» были впервые придуманы профессором Делвином Фаннингом ( Университет Мэриленда ), профессором Мартином Рабенхорстом (Университет Мэриленда) и профессором Робом Фицпатриком ( Университет Аделаиды ). – и были включены в Австралийскую классификацию почв (ASC). и Всемирная справочная база (WRB) как диагностические признаки почвы. Например, в рамках ASC серный внеприливный гидрозоль будет относиться к почве, насыщенной в течение 2-3 месяцев в году (т. е. гидрозолю), расположенной во внеприливной зоне и содержащей сернистый материал. Следовательно, кисло-сульфатные почвы можно более технически описать как почвы, содержащие сульфидные и/или серные вещества.

Серный материал относится к почвенному материалу с pH менее 4 из-за окисления сульфидного материала.

Сульфидный материал относится к «почвенным материалам, содержащим обнаруживаемые неорганические сульфиды (≥0,01% сульфидной серы), которые могут существовать в виде горизонтов или слоев толщиной не менее 30 мм или в виде поверхностных элементов». и далее делится на 3 класса: гипосульфидные , гиперсульфидные и моносульфидные.

Концептуально, гипосульфидные и гиперсульфидные материалы используются для различения сульфидных материалов, которые, соответственно, не будут и не будут испытывать падения pH ниже 4 при воздействии преобладающих окислительных условий. По определению, гипосульфидный материал не превращается в серный материал при окислении.

В отличие от гипосульфидных и гиперсульфидных материалов, моносульфидный материал содержит высокие концентрации обнаруживаемых моносульфидов (≥ 0,01% кислотных летучих сульфидов) (например, грейгита и макинавита ). Обратите внимание, что моносульфидный материал не заменил моносульфидный черный ил (MBO), который теперь считается разновидностью моносульфидного материала.

Термины « сульфидизация » и « сульфидизация » были придуманы для обозначения образования сульфидного и серного материала соответственно. Хотя эти термины не были официально приняты в ASC, их использование поощряется в Австралии. Однако эти термины не следует использовать как синонимы других терминов, которые также относятся к образованию или трансформации сульфидов (например, пиритизация). Аналогично, «сульфидный материал» не следует использовать как взаимозаменяемый с аналогичными терминами, такими как пиритовый/сульфидный осадок, горная порода и реголит, которые можно найти в публикациях по системам Acid Rock . Широкий термин «сульфидная геомедиа» может использоваться для обозначения как сульфидного материала, так и пиритовых/сульфидных отложений, горных пород и реголита; но в Австралии у него нет официального определения, и его не следует использовать вместо «сульфидного материала».

«Самонейтрализующиеся» кислые сульфатные почвы

Термин «самонейтрализующиеся» кислые сульфатные почвы использовался для обозначения сульфидного материала, который не становится кислым при окислении из-за присутствия щелочных материалов (например, морских карбонатов), которые нейтрализуют кислотность, возникающую в результате окисления сульфидного материала.

Использование этого термина не рекомендуется , так как может создаться впечатление, что почва не опасна. Хотя аэробное выветривание гипосульфидного материала не приводит к избыточной кислотности, оно обычно приводит к образованию солевого раствора, содержащего опасные для окружающей среды концентрации металлов и металлоидов. Поэтому вместо «самонейтрализующейся сульфатной кислоты следует использовать «гипосульфидный материал».

Австралийское руководство и другие ресурсы

Обзор

За прошедшие годы федеральные правительства и правительства штатов/территорий опубликовали множество технических руководств, карт, баз данных и других форм руководств по выявлению, отбору проб и/или управлению кислыми сульфатными почвами. Национальное руководство по кислым сульфатным почвам: синтез содержит краткое изложение имеющихся руководств. Тем, кто не знаком с имеющимися рекомендациями, рекомендуется сначала ознакомиться с этим документом. Обзор также доступен на веб-сайте Содружества по качеству воды в Австралии. Ключевые общедоступные ресурсы описаны ниже.

Национальное руководство по кислотно-сульфатным почвам

Выявление, отбор проб и анализ сульфатно-кислых почв следует проводить в соответствии с:

• Национальное руководство по методам отбора проб и идентификации сульфатных кислых почв;
• Национальное руководство по идентификации сульфатно-кислых почв и лабораторным методам; и
• Национальная мера по охране окружающей среды (оценка загрязнения объектов) 1999 года (Cth) («NEPM по загрязнению объектов»).

NEPM по загрязнению территории не относится к кислым сульфатным почвам и здесь не обсуждается.

Национальное руководство по отбору проб и идентификации содержит: исходную информацию о процессах формирования и нарушения кислотно-сульфатных почв, а также воздействии на окружающую среду; минимальные требования к настольной оценке и осмотру объекта; и руководство по отбору проб и полевым испытаниям.

Ключевые особенности национального руководства по лабораторным методам:

• критерии действий, вызывающие необходимость в Плане управления сульфатно-кислыми почвами (ASSMP);
• описание ключевых пулов фактической и потенциальной кислотности; обзор опасностей, связанных с нарушением кислых сульфатных почв (например, подкисление, деоксигенация и засоление систем почва/вода, а также мобилизация металлов/металлоидов); и
• описание стандартных аналитических методов, используемых для количественной оценки этих опасностей (например, учет кислотной основы, анализ кислотных летучих сульфидов и последовательное извлечение металлов/металлоидов).

Эти руководства не содержат рекомендаций по обращению с кислыми сульфатными почвами. Стратегии управления по конкретным темам см.:

• Руководство по выемке кислых сульфатных почвенных отложений и связанному с этим выемке грунта ;
• Руководство по обезвоживанию кислых сульфатных почв в условиях мелководных грунтовых вод ; и
• Обзор и управление накоплением моносульфидной черной илы (МБО) в водных путях и водно-болотных угодьях .

Эти документы являются полными и общедоступными на веб-сайте Water Quality Australia.

Руководство Квинсленда

Техническое руководство по кислотно-сульфатным почвам Квинсленда : Рекомендации по управлению почвой настоятельно рекомендуется как ученым, так и инженерам, поскольку в нем прекрасно обсуждаются стратегии оценки и управления рисками. Стратегии управления, обсуждаемые в руководстве, включают: предотвращение, минимизацию беспокойства, нейтрализацию, гидравлическое разделение, стратегическое перезахоронение/захоронение и накопление запасов.

Кислотно-сульфатные почвы правительства Квинсленда : Руководство по лабораторным методам рекомендуется для обсуждения аналитических методов. Хотя Национальное руководство является основным авторитетным источником по данному вопросу и охватывает более широкий круг вопросов, в настоящем руководстве содержится больше комментариев по таким аналитическим методам, как SPOCAS.

Руководство для Западной Австралии

Очистка и управление почвами и водой в сульфатно-кислых почвенных ландшафтах представлен обзор стратегий управления кислотно-сульфатными почвами, включая обсуждение управления подземными водами (которое не включено в техническое руководство Квинсленда).

Фитцпатрик и Шанд (2008)

Системы кислотно-сульфатных почв внутри страны по всей Австралии: Отчет об открытом файле CRC LEME 249 (Фитцпатрик и Шанд, 2008) представляет собой всестороннее введение в тему, а также более подробное обсуждение отдельных аспектов, таких как минералогия и выбросы токсичных газов из кислых сульфатных почв. В отчете также содержится ряд тематических исследований Австралии, демонстрирующих опасность для окружающей среды и здоровья населения, создаваемую кислыми сульфатными почвами, а также то, как с этими опасностями эффективно контролировались или не контролировались.

Учет кислотной основы

Обзор

Учет кислотно-щелочного баланса (ABA), а именно практика количественного определения источников кислотности и щелочности, является важнейшим аспектом управления кислыми сульфатными почвами. Например, ABA используется для расчета количества нейтрализующего агента (например, извести), необходимого для нейтрализации накопленного сульфидного материала, образовавшегося в результате раскопок или дноуглубительных работ.

Стандартная австралийская система ABA описывает три оперативно определенных пула кислотности (моль H ⁺ на тонну сухого грунта).

Потенциальная сульфидная кислотность (PSA) является мерой «окисляемой серы», связанной с восстановленной неорганической серой (RIS) (например, сульфидами железа и элементарной серой), которая может окисляться с образованием серной кислоты.

Титруемая фактическая кислотность (ТАА) представляет собой меру растворимой и обменной кислотности, связанной с органическими кислотами и слабосвязанным Al. ³⁺ и Fe ³⁺ ионы, которые реагируют с водой с образованием H ⁺ (т.е. гидролиз ).

Остаточная кислотность (RA) — это показатель труднорастворимых сульфатов, таких как ярозит и швертманнит , которые медленно генерируют кислотность за счет высвобождения и гидролиза Al. ³⁺ и Fe ³⁺ .

( кислотонейтрализующая способность из суммы PSA, TAA и RA вычитается Для расчета чистой кислотности ANC) образца почвы . АНК обычно связан с карбонатами и, в меньшей степени, с органическими веществами.

В Австралии чистая кислотность используется в сочетании с текстурой или содержанием глины в образце и весом кислой сульфатной почвы, которую необходимо нарушить (например, выкопать для строительства), чтобы определить, является ли План управления кислыми сульфатными почвами (ASSMP) требуется как часть установленных законом протоколов управления окружающей средой.

Оценка потенциальной сульфидной кислоты: S _CR и S _POS

Потенциальная сульфидная кислотность (PSA) является функцией концентрации восстановленной неорганической серы (RIS) в образце почвы. Если бы RIS был единственным пулом серы, присутствующим в образце, PSA можно было бы напрямую оценить по общей концентрации серы. В некоторых случаях это возможно. Однако сульфатные минералы (например, гипс, эпсомит и ярозит) и органические вещества обычно представляют собой дополнительные источники серы в большинстве сульфидных и серных почв. Восстанавливаемая хромом сера (S _CR или CRS) точно измеряет RIS без существенного влияния других источников серы. Метод восстановления хрома кратко описан в разделе « Химические методы почвы». :

Метод восстановления Cr… основан на превращении восстановленной неорганической S в H ₂ S горячим кислым раствором CrCl ₂ ; выделившийся газ количественно улавливается раствором ацетата Zn в виде твердого ZnS. Затем ZnS обрабатывают HCl для высвобождения H ₂ S в раствор, который затем необходимо быстро оттитровать раствором I ₂ до конечной точки синего цвета, указанной реакцией I ₂ с крахмалом.

Другой распространенный показатель ПСА - перекисно-окисляемая сера (S _POS ) - рассчитывается как разница между серой, определенной с помощью перекисного расщепления (S _p ), и серой, экстрагированной 1 М раствором KCl (S _KCl ).

S _KCl представляет собой меру серы, связанной с относительно растворимыми сульфатами (например, гипсом и эпсомитом). S _p является мерой содержания серы, связанной как с RIS, так и с органическим веществом. Таким образом, S _POS может завышать PSA, если образцы содержат даже относительно небольшие количества органических веществ. Поэтому S _CR рекомендуется для образцов, содержащих > 0,06% органического углерода.

Ни S _CR , ни S _POS не определяют содержание серы, связанной с труднорастворимыми сульфатными минералами, такими как ярозит.

Хромвосстанавливаемая сера против SPOCAS

Метод комбинированного анализа кислотности и серы суспензионного пероксидного окисления (SPOCAS) представляет собой набор тестов, используемых для определения чистой кислотности путем измерения: титруемой пероксидной кислотности (TPA) (как меры PSA); Титруемая фактическая кислотность (ТАА); Избыточная способность нейтрализации кислоты (ANC _E ); и Остаточная кислоторастворимая сера (S _RAS ) или чистая кислоторастворимая сера (S _NAS ) (как мера остаточной кислотности).

Поскольку SPOCAS по сути является автономным тестом ABA, он очень полезен и популярен. Однако использование перекисного расщепления для TPA может привести к завышению уровня PSA при наличии органических веществ (см. обсуждение S _POS ). Поэтому рекомендуется измерять S _CR по крайней мере для одного образца на партию образцов, чтобы определить, существует ли существенное расхождение между ПСА, измеренным с помощью S _CR и TPA. Кроме того, обратите внимание, что S _RAS не позволяет надежно измерить концентрацию ярозита или швертманнита (типичных источников остаточной кислотности); и S _NAS обычно составляет только 50-60% ярозита. Следовательно, S _NAS следует увеличить вдвое, чтобы получить более точную оценку остаточной кислотности, поскольку ярозит, вероятно, является основным источником остаточной кислотности (что является обычным случаем). Этот расчет может выполняться, а может и не выполняться коммерческими лабораториями до того, как они представят результаты ABA клиенту.

Остаточная кислотность — это очень непокорный резервуар кислотности, который медленно высвобождается и его нелегко нейтрализовать. Таким образом, почвы с высоким содержанием остаточной кислотности могут потребовать особых мер управления для смягчения постепенного закисления в течение десятков и сотен лет.

Сохранение образцов сульфатной кислоты

Окисление RIS происходит быстро в условиях окружающей среды. Это особенно справедливо для моносульфидов железа, которые имеют большую площадь поверхности, чем дисульфиды железа.

Моносульфидный материал меняет цвет с угольно-черного на светло-коричневый в течение нескольких минут после воздействия воздуха (см. изображения ниже). Следовательно, образцы кислотно-сульфатной почвы следует немедленно охладить до температуры < 4°C, чтобы замедлить окисление; а образцы, содержащие моносульфидный материал, следует немедленно заморозить (например, с помощью переносной морозильной камеры или жидкого азота). Рекомендуется использовать сухой лед, поскольку газообразный углекислый газ должен еще больше препятствовать окислению. Образцы должны быть проверены на наличие АБК в течение 24 часов после отбора проб. В противном случае следует использовать дополнительные методы консервации (например, замораживание или сушку при температуре > 85°C).

Вверху – моносульфидный материал под водой. Внизу - тот же моносульфидный материал через 5 мин после удаления воды. Изменение цвета с черного на коричневый является результатом быстрого окисления моносульфидов железа. Масштабная линейка представляет собой 0,5 мм.

См. также

• Кислотный дренаж шахт
• Закисление эстуариев
• pH почвы

Дальнейшее чтение

• Саммут, Дж.; Белый, И.; Мелвилл, доктор медицины (1996). «Подкисление устья притока в восточной Австралии из-за осушения кислых сульфатных почв». Морские и пресноводные исследования . 47 (5): 669–684. дои : 10.1071/mf9960669 .
• Саммут, Дж.; Мелвилл, доктор медицины; Каллинан, РБ; Фрейзер, Г. (1995). «Подкисление эстуариев: воздействие на водную биоту дренирующих кислых сульфатных почв». Австралийские географические исследования . 33 : 89–100. дои : 10.1111/j.1467-8470.1995.tb00687.x .
• Уилсон, BP; Белый, И.; Мелвилл, доктор медицины (1999). «Гидрология поймы, сброс кислоты и изменение качества воды, связанные с осушенной сульфатно-кислой почвой». Морские и пресноводные исследования . 50 (2): 149–157. дои : 10.1071/mf98034 .
• Уилсон, БП (2005). «Вопросы классификации гидрозольных и органозольных почв, чтобы лучше учитывать поверхностную кислотность и глубокие сульфидные горизонты в кислых сульфатных почвах». Австралийский журнал почвенных исследований . 43 (5): 629–638. дои : 10.1071/sr04136 .
• Уилсон, БП (2005). «Высоты пиритовых слоев в кислых сульфатных почвах: что они говорят об уровне моря во время голоцена в восточной Австралии». Катена . 62 : 45–56. дои : 10.1016/j.catena.2005.02.002 .

Внешние ссылки

• Веб-сайт Национального прибрежного кислого сульфата почвы Департамента окружающей среды и наследия Австралии
• Веб-сайт Департамента окружающей среды Западной Австралии по кислым сульфатным почвам
• Веб-сайт Управления по охране окружающей среды и наследия Нового Южного Уэльса, посвященный кислым сульфатным почвам
• «Документ «Австралийская национальная стратегия управления прибрежными кислыми сульфатными почвами» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 июня 2007 г.
• [1] Часто задаваемые вопросы, вопрос 3: документация по кислым сульфатным почвам