2.5. Фільтрування

Для того щоб швидко і точно проводити фільтрування, треба знати кілька важливих правил:

1. Склавши і помістивши фільтр у лійку, його треба трохи змочити дистильованою водою і щільно притиснути до стінок лійки, щоб між ними і фільтром не залишилось повітря. Гострий кінець складеного фільтра повинен трохи вдаватися всередину трубки лійки (мал. 2.1).

2. Перед фільтруванням треба дати осадові (ґрунтові) осісти на дно посудини. Фільтрування почати, ллючи на фільтр розчин, який є над осадом (ґрунтом), не скаламучуючи останнього. Переносити осад (ґрунт) на фільтр потрібно тільки під кінець фільтрування.

3. Фільтр під час фільтрування не слід наповнювати до країв. Рідину треба наливати так, щоб її рівень був на 0,5-1,0 см нижче від краю фільтра.

4. Розмір лійки і фільтра повинен відповідати кількості осаду. Осад після його перенесення на фільтр повинен займати не більше половини об'єму фільтра.

5. Для фільтрування треба правильно добирати фільтри щодо щільності. Щільність фільтра умовно позначають кольором стрічки, якою склеєна його упаковка. Найщільнішими фільтрами з найменшими порами є фільтри з синьою стрічкою на упаковці, або, як кажуть, фільтри синьої стрічки; менш щільні фільтри – з білою стрічкою і, нарешті, найменш щільними (дірчастими) фільтрами з найбільшим діаметром пор є фільтри з червоною стрічкою.

Фільтри з червоною стрічкою, як найбільш дірчасті, є найбільш швидко фільтруючими. Але вони здатні затримати тільки крупно-часточкові осади. Осади дрібночасточкові слід відокремлювати з допомогою фільтра з синьою стрічкою. Але цей фільтр фільтрує значно повільніше.

6. Якщо осад проходить крізь фільтр (часто, наприклад, проходять крізь фільтр тонкі колоїдні частинки ґрунту), то його треба перенести весь на фільтр, потім під лійку поставити інший стакан і перефільтрувати розчин і осад (ґрунт) заново крізь поперед ній фільтр. При цьому осад заб'є пори фільтра і більше не проходитиме крізь нього.

Розділ 3. Зміст лабораторних занять

3.1 Основи теорії утворення грунту. Будова, склад грунту

3.1.1. Лабораторна робота № 1, 2

Тема: Основні морфологічні ознаки ґрунту: забарвлення, гранулометричний склад, новоутворення та включення

Мета: сформувати понятійний апарат по даній темі. Ознайомитися з морфологічними ознаками ґрунту. Навчитися визначати колір ґрунту, встановити зв'язок між кольором ґрунту, хімічним, механічним складом, фізичним станом та ступенем зволоженості. Набути навички визначення новоутворень за формою. Опанувати методику визначення механічного складу ґрунту в польових та лабораторних умовах.

Теоретична частина

1. Забарвлення ґрунту.

2. Новоутворення і включення в ґрунтах.

3. Механічні елементи ґрунту та їх класифікація.

4. Класифікація ґрунтів за механічним складом.

Забарвлення ґрунту. Забарвлення горизонтів ґрунту важлива морфологічна ознака, яка залежить від фізичних властивостей і хімічного складу. Недаремно багато типів ґрунтів названо за їх забарвленням. Забарвлення ґрунту – перша морфологічна ознака, за якою виділяють генетичні горизонти. Всі зміни забарвлення відбивають зміни властивостей окремих горизонтів профілю ґрунту. Отже, за забарвленням можна характеризувати як профіль ґрунту в цілому, так і окремі його горизонти. Забарвлення ґрунту частково успадковується від забарвлення ґрунтоутворюючої породи, інколи набувається в процесі ґрунтоутворення.

Розрізняють таке забарвлення грунту:

1. Чорне забарвлення ґрунту зумовлене, як правило, накопиченням гумусу , зокрема, гумінових кислот. Фульвокислоти надають ґрунтам світлого забарвлення. Крім гумусу чорного забарвлення ґрунтам надають деякі хімічні сполуки: оксид марганцю, деревне вугілля, залізний монтморилоніт, магнетит та ін;

2. Біле забарвлення ґрунту залежить від наявності кварцу, каолініту, вапна, водорозчинних солей, вівіаніту, гіпсу тощо;

3. Червоне і жовте забарвлення зумовлюють оксиди заліза; червоне – негідратований гематит і тур’їт; жовте – гідратований лимоніт;

4. Буре забарвлення характерне для ґрунтів з високим вмістом іліту, слюди та суміші різних оксидів заліза. Це забарвлення властиве більшості глинистих мінералів. Крім того, буре забарвлення формується в результаті змішування чорного, червоного, білого і жовтого кольорів;

5. Синє забарвлення мають глейові горизонти, які містять вівіаніт (болотні ґрунти північних регіонів), інші ґрунти мають забарвлення похідне від синього – сизе різних відтінків. Воно зумовлене наявністю оксиду заліза (ІІ).

6. Пурпурове забарвлення вказує на високий вміст оксидів марганцю. Трапляється дуже рідко;

7. Оливкове (зелене) забарвлення характерне для ґрунтів з надмірним зволоженням, які містять зеленуваті глинисті мінерали з увібраним залізом.

Зазначені забарвлення в чистому вигляді в ґрунтах існують рідко. Частіше вони зміщуються і утворюють перехідні кольори, що свідчить про змішаний склад ґрунтової маси.

Новоутворення і включення в ґрунтах. У процесі ґрунтоутворення в ґрунтовому профілі з’являються специфічні вторинні мінерали, які прийнято називати новоутвореннями - це скупчення, які чітко відрізняються від оточуючого їх ґрунтового матеріалу. Вони формуються всередині ґрунтових агрегатів, на їх поверхні та між ними в порах і тріщинах ґрунту. Новоутворення класифікують за складом, формою і походженням. За походженням бувають хімічні і біологічні. За формою В.А. Ковда виділяє: присипки, нальоти, вицвіти, псевдоміцелій, плями, прожилки, трубочки, конкреції, стяжіння, плитки, горизонти цементації. За хімічним складом новоутворення дуже різноманітні.

Новоутворення заліза і марганцю характерні для ґрунтів тайгово-лісової зони. В їх утворенні беруть участь живі організми (вищі рослини і мікроорганізми) та фульвокислоти. В зв’язку з цим в ґрунтах поширені гумусно-залізисті та гумусно-марганцеві новоутворення. Типовими формами залізистих є ортштейни (округлі стяжіння), конкреції, трубчасті стяжіння, прожилки, плями. Марганцеві, мають вигляд чорних плям або дрібних конкрецій. Вони трапляється в гідроморфних ґрунтах інших зон.

Новоутворення кремнезему трапляється в ґрунтах як аридних, так і гумідних ландшафтів. Вони є в тундрових, підзолистих, сірих лісових і опідзолених чорноземах у вигляді білястої дрібнокристалічної або аморфної присипки.

Карбонатні новоутворення – найпоширеніші новоутворення в ґрунтах різних природних зон. Особливо їх багато в ґрунтах, сформованих на лесах та лесовидних породах. В чорноземах України вони трапляються в різноманітних формах: білозірка (пухкі скопичення), журавчики, дутики, погремки (тверді стяжіння), псевломіцелій тощо. В основному вони характерні для ґрунтів лісостепу, степу, сухих саван, напівпустинь і пустинь.

Гіпсові новоутворення – характерні для ґрунтів посушливих і пустинних територій. Специфічними формами їх є крупні кристалічні утворення у вигляді поодиноких кристалів, двійників, «ластів’яного хвоста», «гіпсових роз», друз тощо. Вони накопичуються в нижніх горизонтах сухостепових ґрунтів (південні чорноземи, солончаки, солонці). Основною умовою акумуляції гіпсу в ґрунтах є інтенсивне випаровування ґрунтових вод.

Отже, конкретні новоутворення приурочені до певних типів ґрунтів. Вони є індикаторами певних типів ґрунтоутворення.

Включеннями - називають органічні рештки або мінеральні тіла, які не пов’язані безпосередньо з ґрунтом і ґрунтоутворенням. До включень В.А. Ковда (1973) відносить уламки гірських порід, панцирі молюсок, рештки коренів і стовбурів дерев, кістки тварин, сліди минулих культур (антропогенні включення). Включення дають змогу розшифрувати генезис ґрунтоутворюючих порід і тих умов, в яких починалося і відбувалося ґрунтоутворення. Наприклад, черепашки прісноводних молюсків, які зустрічаються в ґрунтах Нижнього Поволжя, свідчать про те, що тут в минулому існували прісні озера і болота. Наявність валунів вказує на льодовикове походження ґрунтоутворюючої породи.

Механічні елементи ґрунту та їх класифікація. Тверда фаза ґрунту складається з часток різної величини. Одночасно в ґрунтах містяться мінеральні, органічні і органо-мінеральні частки. Це уламки гірських порід (продукти вивітрювання), мінерали вторинного походження, колоїди гумусних речовин, продукти взаємодії органічних і мінеральних речовин. Механічні частки приблизно однакового розміру об’єднують у фракції.

В ґрунтознавстві відомо кілька класифікацій механічних елементів. Проте загальновизнаною є класифікація М.А. Качинського (табл. 1.), яку широко використовують у навчальній і науковій літературі.

Таблиця 1.

Класифікація механічних елементів ґрунтоутворюючих порід і ґрунтів

(за М.А. Качинським)

Фракція	Розмір фракції, мм	Фракція	Розмір фракції, мм
Каміння	3	середній	0,01-0,005
		дрібний	0,005-0,001
Гравій	3-1	Мул: грубий	0,001-0,0005
Пісок: крупний	1-0,5	тонкий	0,0005-0,0001
середній	0,5-025	Колоїди	<0,0001
дрібний	0,25-0,05	Фізична глина	<0,01
Пил: крупний	0,05-0,01	Фізичний пісок	>0,01

Класифікація ґрунтів за механічним складом. Під механічним складом ґрунтів і ґрунтоутворюючих порід розуміють відносний вміст фракцій механічних елементів. В основу класифікації ґрунтів за механічним складом покладено співвідношення фізичного піску і фізичної глини. Найдосконалішою в наш час є класифікація М.А. Качинського (табл. 2.). Згідно з даною класифікацією ґрунт має основну назву за вмістом фізичного піску і фізичної глини і додаткову за вмістом фракції, що переважає: гравелистої (3-1 мм), піщаної (1-0,05 мм), крупнопилуватої (0,05-0,01 мм), пилуватої (0,01-0,001 мм) і мулуватої (<0,001 мм). Наприклад, дерново-середньопідзолистий ґрунт на морені містить фізичної глини 24,0%, піску 42,6%, крупного пилу 33,4%, середнього пилу – 6,57% і дрібного – 9,6%. Основною назвою механічного складу даного ґрунту буде легкосуглинковий, додатковою – крупнопилувато-піщаний.

Таблиця 2.

Класифікація ґрунтів і порід за механічним складом

(за М.А. Качинським)

Різновидність ґрунту за механічним складом	Вміст фізичної глини (<0,01 мм), %			Вміст фізичного піску (>0,01 мм), %
	Ґрунти
	підзолисті	степові чорноземи, жовтоземи	солонці і сильно солонцюваті		підзолисті	степові чорноземи, жовтоземи	солонці і сильно солонцюваті
Піщаний	0-10	0-10	0-10		100-90	100-90	100-90
Супіщаний	10-20	10-20	10-15		90-80	90-80	90-85
Суглинковий	20-50	20-60	15-40		85-50	80-40	85-60
Глинистий	50-80	60-85	40-65		50-20	40-15	60-35