Билет21

1. Географические закономерности распределения гумусовых веществ в почве

Гумусное состояние почв в значительной мере определяет их плодородие). Комплекс показателей гумусного состояния почв включает в себя содержание и запасы гумуса, характер распределения гумуса по профилю, тип гумуса, степень гумификации, содержание подвижных гуминовых кислот и гуматов кальция и другие показатели.

Процессы гумусообразования и гумусо-накопления, как известно, связаны с биоклиматическими и геологическими особенностями той или иной территории. Произраставшая в прошлые времена разнотравно-злаковая травянистая растительность, для которой характерно значительное преобладание корневой массы над наземной, гидротермический режим с относительно высокими летними и низкими зимними температурами и недостаточным увлажнением, обусловливавшим ритмичность микробиологических процессов в почвах, а также богатство почвообразующих пород основаниями - вот те основные экологические условия, которые способствуют интенсивному гумусообразованию и закреплению в почвах гумусовых веществ.. Особое место в процессах гумусообразования и гумусонакопле-ния занимает антропогенный фактор. В зависимости от уровня культуры земледелия антропогенный фактор может способствовать процессам гумусонакопления и улучшению состава гумуса или же, наоборот, может привести к потерям гумуса и изменению его состава в неблагоприятную сторону.

В легкосуглинистых черноземах содержание гумуса в пахотном слое падает до 3,5%.

Черноземы типичные содержат в пахотном горизонте 6,5-8,5% гумуса. На глубине 70-80 см содержание гумуса составляет около 2 %, то есть преобладают среднегумусные среднемощные черноземы. В южной части равнины часто встречаются черноземы типичные мощные с содержанием гумуса на глубине 90-110 см 2,2-2,6%..

В черноземах типичных малогумусных суглинистого гранулометрического состава запасы гумуса в метровом слое составляют 340-360 т/га, в среднемощных тяжелосутлини-стых они возрастают до 450-570, а в тучных мощных запасы гумуса достигают 600-650 т/га. Следует отметить, что 63-65% запасов гумуса сконцентрировано в верхней полуметровой толще

Лугово-черноземные почвы характеризуются глубоким проникновением гумуса по профилю. В горизонтах А и АВ гумус с глубиной уменьшается постепенно, а на глубине 70-80 см (или 80-90 - у мощных видов) наблюдается довольно заметное снижение содержания гумуса.

2. Физические свойства подземных вод

Подземные воды – это сложные химические растворы, содержащие ио-

ны (макро- и микрокомпоненты), разнообразные газы, коллоиды, органиче-

ские вещества. В подземных водах практически всегда присутствуют микро-

организмы.

Главнейшими физическими свойствами воды, используемыми в гидро-

геологии, являются температура, прозрачность, цвет, запах, вкус, плотность,

радиоактивность

Температура воды устанавливается под влиянием климата (например, в

зоне вечной мерзлоты температура воды отрицательная), современного тек-

тонического режима (например, в областях молодого вулканизма встречаются

термальные воды с температурой +100С и более).

Прозрачность воды характеризуется ее способностью пропускать све-

товые лучи. Зависит от содержания в воде механических примесей и органи-

ческих веществ. Прозрачность определяют в стеклянном цилиндре высотой

30 – 40 см со шрифтом или меткой на дне. Высота столба воды в сантиметрах,

через который ясно читается шрифт, определяет прозрачность воды.

Цвет у природных вод обуславливается растворенными органическими

соединениями или веществами, находящимися в виде взвеси. Цветность воды

выражают в градусах по стандартной платиново-кобальтовой шкале.

Запах в подземных водах обычно отсутствует. Иногда воды, богатые

гуминовыми веществами, имеют болотный запах. Кроме этого воды могут

иметь запах сероводорода, гнилостный и др. Для точного определения запаха

воду нагревают до температуры 50 – 60С, затем оценивают запах по специ-

альной шкале в баллах.

Вкус и привкус определяют в сырой воде за исключением открытых во-

доемов и источников, сомнительных в санитарном отношении. Вода может

иметь соленый, горький, сладкий и кислый вкус. Вкус и привкус воде прида-

ют растворенные в ней минеральные вещества, газы, различные примеси.

Вкус определяют по специальным таблицам в баллах.

Плотность. Наибольшей плотностью вода обладает при температуре

4С. В отличие от других жидкостей при охлаждении от 4 до 0С вода расши-

ряется, поэтому лед легче воды, его плотность составляет 0,92 г/см3.

Плотность пресной воды при температуре 4С составляет 1 г/см3, плотность мор-ской воды варьирует в пределах от 1,03 до 1,08 г/см3.

Радиоактивность. Подземные воды, содержащие природные радиоизо-

топы урана, радона и радия, называются радиоактивными. Содержание урана

и радия в водах измеряется в граммах на литр. Количество радона выражается

в кюри, т.е. количеством радона, находящемся в радиоактивном равновесии с

1 г радия. Более мелкими единицами являются милликюри (1∙10-3 кюри) и эман (1∙10-10 кюри).

. В подземных водах обнаружено более 60 элементов периодической системы Менделеева. К числу

главных компонентов, образующих основную часть минерального состава

относят Сl-, SО42-, НСО3-, Nа+, К+, Са2+, Мg2+. Главные ионы определяют химический тип воды.

Главными источниками ионов хлора является галит, как рассеянный в

породах, так и находящийся в виде пластов и штоков. Он поступает в воду

также при выветривании магматических пород, где находится в составе ми-

нералов хлорапатита Ca5(PO4)3Cl, содалита 3NaAlSiO4NaCl.

Источником сульфат-иона являются различные осадочные породы, в

состав которых входят гипс и ангидрит. Немаловажное значение имеют про-

цессы окисления сульфидов, широко распространенных в земной коре.

Значительное количество сульфидов и особенно сероводорода выделя-

ется при вулканических извержениях и окисляемых до SО42-. Гидрокарбонатные ионы встречаются во всех природных водах, кроме

кислых. Источником гидрокарбонатных (НСО3-) и карбонатных (СО32-) ионов

являются различные карбонатные породы и карбонатный цемент осадочных

пород, современная кора выветривания изверженных пород, в которых ионы

НСО3-имеют биохимическое происхождение.

Содержание натрия в земной коре составляет 2,5 %. Источником появ-

ления его в воде являются продукты выветривания изверженных пород (аль-

бит, плагиоклаз, нефелин и др.), залежи его солей и рассеянные в породах и

почвах соединения (галит, мирабилит и др.), катионный обмен.

Калий в подземных водах содержится в незначительном количестве

благодаря слабой миграционной способности , обусловленной биологической

активностью.

Кальций в подземных водах распространен очень широко. Его источни-

ком являются известняки, доломиты и известковый цемент. Появляется каль-

ций в воде в результате растворения гипса, в процессе растворения кальций-

содержащих силикатов, реакций катионного обмена.

Магний в подземных водах присутствует в результате растворения до-

ломитов, мергелей, продуктов выветривания основных (габбро), ультраос-

новных (перидотит) и других пород.

Исключительную роль в гидрохимических процессах играет водород.

Концентрацию его выражают в виде логарифмов, взятых с обратным знаком:

pH = −lg [H+ ].

Источником ионов водорода является угольная кислота, гумусовые ки-

слоты, гидролиз солей тяжелых металлов. Значения pH в подземных водах

колеблются от 0,45 до 11,5. Чаще всего pH составляет 6–8,5.

В подземных водах всегда присутствует органическое вещество. Орга-

нические соединения состоят в основном из углерода, кислорода и водорода.

Содержание в воде органических соединений определяется окисляемостью.

Это количество кислорода или перманганата калия (KMnO4), расходуемое на

окисление органических веществ. 1 мг/л кислорода или 4 мг/л KMnO4 соот-

ветствует 21 мг/л органических веществ.

Содержание в воде растворимых солей, а также веществ, находящихся

во взвешенном и коллоидном состоянии называется минерализацией. Для оп-

ределения минерализации необходимо взять сумму анионов (А) и катионов

(К) в ионной форме.

Сухой остаток – это общее содержание нелетучих веществ и некото-

рых органических соединений. По минерализации подземные воды делятся на

сверхпресные (до 0,2 г/л), пресные (0,2–0,5 г/л), относительно повышенной

минерализации (0,5–1 г/л), солоноватые (1–3 г/л), соленые (3–10 г/л), повы-

шенной солености (10–35 г/л), рассолы (> 35 г/л).

Под жесткостью понимают свойство воды, обусловленное присутст-

вием в ней солей кальция и магния. Выражается жесткость в мг-экв/л. Жест-

кость, отвечающую общему количеству ионов Са2+ и Мg2+, содержащихся в

воде, называют общей жесткостью. Если жесткость меньше 3 мг-экв/л, вода

считается мягкой, если более 10,7 мг-экв/л – очень жесткой. Общая жесткость

делится на постоянную и устранимую (карбонатную). Карбонатная жесткость

определяется содержанием карбонатных и гидрокарбонатных солей кальция и

магния.

3 Солнечная радиация и основные законы излучения. Солнечная радиация - главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере. Солнечная радиация обычно измеряется по ее тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени. Всего Земля получает от Солнца менее одной двухмиллиардной его излучения.

СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ — электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Электромагнитная радиация распространяется в виде электромагнитных волн со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямой и рассеянной радиации. Солнечная радиация - главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере (см. Инсоляция). Солнечная радиация обычно измеряется по ее тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени. Всего Земля получает от Солнца менее одной двухмиллиардной его излучения. Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую (жёлто-зелёную) часть спектра. Существует также корпускулярная часть солнечной радиации, состоящая преимущественно из протонов, движущихся от Солнца со скоростями 300-1500 км/с (солнечный ветер). Во время солнечных вспышек образуются также частицы больших энергий (в основном протоны и электроны), образующие солнечную компоненту космических лучей. Энергетический вклад корпускулярной составляющей солнечной радиации в её общую интенсивность невелик по сравнению с электромагнитной. Поэтому в ряде приложений термин «солнечная радиация» используют в узком смысле, имея в виду только её электромагнитную часть. Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, времени года, прозрачности атмосферы. Для измерения солнечной радиации служат актинометры и пиргелиометры. Интенсивность солнечной радиации обычно измеряется по её тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени.