CC BY
12
УДК 631.415
ВОЗМОЖНЫЕ ИСТОЧНИКИ И СОЕДИНЕНИЯ АЛЮМИНИЯ В ЦЕНТРИФУГАТАХ СУСПЕНЗИЙ ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ ТОРФЯНИСТО-ПОДЗОЛИСТО-ГЛЕЕВАТОЙ ПОЧВЫ1
И.И. Толпешта
На основании зависимости рА1 от рН в серии центрифугатов 0,001М СаС12-суспензий и расчета индексов насыщенности в них определены источники и механизмы перехода алюминия в равновесную жидкую фазу для основных генетических горизонтов торфянисто-подзолисто-глееватой почвы. Показано, что основным источником алюминия в горизонте ЕШ являются алюмоорганические комплексы, а реакции обмена НоА1 и СаоА1 контролируют уровень активности А13+ в равновесной жидкой фазе. В гор. Е источниками алюминия в растворе являются алюмоорганические комплексы и почвенные хлориты.
Ключевые слова: алюминий, алюмоорганические комплексы, обменные реакции, торфянисто-подзолисто-глееватые почвы.
Введение
Важнейшими профилеобразующими процессами в подзолистых почвах являются мобилизация, миграция, трансформация и аккумуляция соединений алюминия. Закономерности перехода данного элемента из твердой фазы в раствор детально изучались для подзолов, сподосолей, инсептисолей, ареносо-лей, алисолей (названия почв даны в соответствии с литературным источником). При этом использовали приемы создания равновесия между почвой и раствором в статических условиях [6, 8, 9, 11, 18, 22, 28, 29, 31], промывку растворами различного состава колонок с почвами [13, 22, 24], данные о составе почвенных растворов, полученных с использованием гравитационных [7, 23, 25, 32] и вакуумных лизиметров [7, 22, 32], центрифугированием [21, 23]. Выводы о том, какие соединения твердой фазы контролируют уровень активности алюминия в жидкой фазе, делают или на основании сравнения тангенса угла наклона зависимости рА1 от рН либо 1£А1 +3рН от ^Н4БЮ4 с соответствующей величиной для известных соединений, или на основании расчета индексов насыщенности жидкой фазы в отношении этих соединений. Как правило, в горизонтах А, АЕ, Е [6, 8, 9, 11, 21, 23, 29], ВИ [6, 8, 9, 17] и даже В и В8 [6, 8, 22, 28] кислых почв с большим содержанием органического вещества активность алюминия в растворе контролируется реакцией его обмена в составе алюмоорганических комплексов на протон и другие катионы.
В горизонтах В и В8 с относительно низким количеством органического вещества и содержащих гиббсит или имоголит активность алюминия в растворе может контролироваться реакцией растворения—осаждения гидроксидов алюминия или имоголита разной степени окристаллизованности либо совместно протекающими реакциями растворения этих соединений и обменными реакциями на органическом веществе [7, 9, 17, 18, 25].
В горизонтах В8, содержащих почвенные хлориты, прослойки гидроксида алюминия в межпакет-
ных промежутках сами по себе [13] или совместно с протоимоголитом [23] также могут контролировать уровень активности алюминия в растворе.
Для суглинистых подзолистых почв, развитых на хорошо дренируемых участках под еловым лесом с присутствием лиственных пород, на основании результатов равновесного эксперимента с 0,001 М раствором хлорида кальция показано, что в гор. АЕ активность алюминия в равновесной жидкой фазе контролируется совместно протекающими обменными реакциями А1 о Са, А1 о Н на органическом веществе и частично реакцией растворения— осаждения прослоек гидроксида алюминия в составе почвенных хлоритов. В гор. Е прослойки гидроксида алюминия в составе почвенных хлоритов являются основным источником алюминия в СаС12-вытяжке, реакция осаждения—растворения которых контролирует уровень активности А13+ в равновесной жидкой фазе [2, 3].
Закономерности перехода в раствор алюминия из кислых суглинистых почв, развитых в различных экосистемах южной тайги, изучены крайне недостаточно. Дополнительная информация по этому вопросу необходима как для уточнения некоторых вопросов генезиса подзолистых почв, так и для прогноза масштабов выноса алюминия из почв в процессе подзолообразования. Хорошо известно, что при антропогенном воздействии (вырубка лесов, кислотные выпадения) вынос этого элемента в поверхностные воды увеличивается, а концентрации и формы его соединений становятся токсичными для наземной и аквабиоты [16, 25, 27, 33 и др.].
Цель настоящего исследования - изучить состав соединений алюминия в центрифугатах СаС12-суспензий из основных генетических горизонтов торфянисто-подзолисто-глееватой почвы и выяснить, какие из них в твердой фазе являются источниками этого элемента в вытяжке и определяют уровень активности А13+ в равновесной жидкой фазе.
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 08-04-00159).
Объекты и методы исследования
Объекты исследования — минеральные горизонты ЕШ, Е, Есп и IIBDg торфянисто-подзолисто-глееватой почвы, расположенной на выровненной поверхности с затрудненным дренажем под пологом ельника чернично-сфагнового на территории Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника в Тверской обл. Горизонты ЕШ, Е и Есп находятся в пределах верхнего наноса мощностью около 40—50 см и характеризуются утяжелением гранулометрического состава при переходе от гор. Е к гор. Есп. Горизонт IIBD представлен моренными отложениями.
Наиболее кислыми в профиле оказались верхние минеральные горизонты. Величины рН в гор. ЕШ составили 3,78 и 2,98, а в гор. IIBD — 5,95 и 4,21 для водной и солевой суспензий соответственно. Максимальные величины обменной кислотности свойственны верхнему горизонту и резко снижаются с глубиной. Содержание органического углерода максимально в верхнем горизонте и составляет 6,6; 1,1; 0,3 и 0,2% для горизонтов ЕШ, Е, Есп и IIBDg соответственно [4].
Эксперименты проводили в статических условиях в однократной повторности. Серию навесок почвы заливали 0,001 М раствором СаС12 с рН 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5 и 7,0 при соотношении почва : раствор 1 : 2,5. Суспензии взбалтывали и термоста-тировали 5 сут. при 9°, после чего центрифугировали при 2000 об/мин в течение 40 мин. В центрифугатах определяли величину рН и концентрацию алюминия и других элементов методом 1СР.
Для раздельного определения алюминия в составе органических соединений в сумме с полимерами (А1орг+полим) и алюминия мономерных неорганических комплексов (А1мон.неорг.) центрифугаты пропускали через колонку с ионообменной сильнокислотной смолой АтЪег1Ие-120 1Я по методике Дрисколла [14, 15]. Подробное описание методики проведения эксперимента описано в работе [3].
Используя программу VMINTEQ, рассчитывали концентрацию и активность всех компонентов раствора, определяли индексы насыщенности в отношении различных соединений.
Результаты и их обсуждение
Величины рН центрифугатов. Величины равновесных значений рН центрифугатов СаС12-вытяжки оказались меньше трех для горизонтов ЕШ и Е и больше этой величины для нижележащих (таблица). Все горизонты имеют высокую буферную способность по отношению к протону, что не позволяет получить широкий диапазон значений рН равновесной жидкой фазы.
Величины значений рН заливаемого раствора и равновесного центрифугата оказались очень близкими и составили около 3,6 для горизонтов ЕШ и Е, что почти на единицу рН меньше аналогичных значений в горизонтах АЕ и Е подзолистой почвы [3]. Эти различия можно объяснить более низкими равновес-
ными значениями рН в горизонтах из торфянисто-подзолисто-глееватой почвы, по сравнению с подзолистой, соответствующими алюминиевой буферной зоне [30]. При таких значения рН роль реакций обмена водорода на алюминий алюмоорганических соединений твердой фазы, обеспечивающего буферность по отношению к протону, очень существенна. Кроме
Величины рН и концентрация алюминия, кремния и кальция (ммоль/л) в центрифугатах СаС12-суспензий из торфянисто-подзолисто-глееватой почвы
рН заливаемого раствора рН равновесного раствора Si Al Ca Поглотилось (—) или выделилось кальция Al/Si
Горизонт ЕШ
3,04 3,47 0,117 0,364 0,524 -0,476 3,105
3,51 3,58 0,114 0,228 0,423 -0,577 2,004
4,01 3,63 0,105 0,193 0,393 -0,607 1,828
4,49 3,63 0,109 0,186 0,384 -0,616 1,702
4,98 3,64 0,102 0,177 0,385 -0,616 1,743
5,49 3,62 0,105 0,178 0,393 -0,607 1,700
6,05 3,60 0,117 0,163 0,368 -0,633 1,393
6,50 3,60 0,111 0,177 0,376 н/о 1,599
7,00 3,60 0,114 0,170 0,374 н/о 1,450
Горизонт Е
3,00 3,49 0,074 0,381 0,747 -0,293 5,149
3,51 3,57 0,072 0,204 0,690 -0,350 2,833
4,01 3,57 0,084 0,199 0,670 -0,369 2,369
4,53 3,56 0,072 0,171 0,620 -0,419 2,375
4,96 3,63 0,075 0,176 0,629 -0,410 2,347
5,46 3,73 0,078 0,165 0,685 -0,355 2,115
6,01 3,63 0,079 0,171 0,632 -0,407 2,165
6,46 3,70 0,076 0,162 0,657 н/о 2,132
7,00 3,76 0,079 0,185 0,599 н/о 2,342
Горизонт Есп
3,00 4,21 0,259 0,025 1,091 0,112 0,098
3,51 4,42 0,218 0,017 0,826 -0,153 0,078
4,00 4,43 0,220 0,010 0,755 -0,225 0,048
4,46 4,4 0,214 0,012 0,707 -0,272 0,057
5,02 4,51 0,214 0,013 0,680 -0,299 0,060
5,54 4,48 0,200 0,011 0,661 -0,318 0,056
6,13 4,47 0,237 0,011 0,659 -0,321 0,046
6,50 4,44 0,193 0,010 0,636 н/о 0,051
7,00 4,56 0,228 0,011 0,707 н/о 0,046
Горизонт ПВО
3,04 5,09 0,231 0,003 0,917 -0,008 0,011
3,50 5,21 0,196 0,002 0,753 -0,172 0,009
4,01 5,41 0,198 0,003 0,698 -0,228 0,013
4,50 5,43 0,212 0,002 0,723 -0,202 0,010
5,01 5,42 0,191 0,002 0,706 -0,219 0,010
5,53 5,39 0,203 0,002 0,701 -0,224 0,007
6,05 5,48 0,187 0,002 0,682 -0,243 0,008
6,50 5,41 0,205 0,001 0,718 н/о 0,002
7,00 5,49 0,208 0,002 0,708 н/о 0,011
• 1 х 2 + 3
Рис. 1. Распределение алюминия в составе различных соединений в зависимости от рН центрифугатов: А — гор. ЕШ, Б — гор. Е, В — гор. Есп;
1 — Al,
Орг.+ПОЛИМ.:
2 - Al(H2O)63+, 5 - Al(OH)(H2O)52+
того, в горизонтах ЕШ и Е торфянисто-подзолисто-глееватой почвы содержится больше обменного и легкообменного алюминия, по сравнению с горизонтами АЕ и Е подзолистой почвы [4].
Концентрация алюминия, кремния и кальция в центрифугатах. Концентрация алюмия слабо и незакономерно изменяется в интервале равновесных значений рН (таблица). При использовании заливаемого раствора хлорида кальция с рН 3 в равновесной жидкой фазе наблюдаются самые высокие концентрации этого элемента. Концентрация его в центрифугатах из разных горизонтов убывает в ряду ЕШ = Е > Есп > IIBD.
Во всех горизонтах зафиксировано поглощение кальция практически во всем диапазоне рН. Содержание поглощенного кальция закономерно увеличивается с повышением рН в пределах исследуемого диапазона значений рН в каждом из горизонтов. Наибольшее количество кальция поглощается гор. ЕШ и убывает в ряду ЕШ > Е > Есп > IIBDg.
Соединения алюминия в центрифугатах хлорида кальция. В центрифугатах из гор. ЕШ 70—80% алюминия от его общей концентрации находится в составе аква-комплексов А1(Н20)63+ и от 20 до 30% входит в состав
алюмоорганических соединений в сумме с полимерами. Соотношение этих групп соединений алюминия в центрифугате закономерно, хотя и незначительно, и изменяется по интервалам рН (рис. 1, А). Большинство алюмоорганических комплексов устойчивы в диапазоне рН 4,5—6,5 [1, 20, 29], поэтому в исследованном диапазоне равновесных значений доля алюминия в составе алюмоорганических комплексов и полимеров невелика, и первые преобладают над вторыми [10 и др.]. На долю остальных соединений алюминия приходится менее 1% элемента от его общей концентрации.
В центрифугатах из гор. Е, так же как и из гор. Eih, преобладают две группы содержащих алюминий соединений: аквакомплексы алюминия — Al(H2O)63+, и алюмоорганические, в составе которых 80 и 20% элемента от его общего количества в растворе соответственно (рис. 1, Б). Указанное соотношение основных групп соединений алюминия сохраняется во всем диапазоне равновесных значений рН центрифугатов. На долю его остальных соединений приходится менее 1% от общего содержания в центрифугате (рис. 1, Б).
В центрифугатах из гор. Ecn во всем диапазоне равновесных значений рН преобладают аквакомплексы алюминия, доля которых составляет 90—100% от его общего содержания (рис. 1, В). Поскольку равновесные значения рН в центрифугатах из этого горизонта ва-рьирут от 4,2 до 4,6, доля частиц AlOH2+ в них выше, чем в центрифугатах из вышележащих горизонтов, и составляет около 5%. Кроме того, по нашим данным, в этом горизонте содержится значительно меньше водорастворимого органического углерода по сравнению с горизонтами Eih и E. На долю остальных алюминий-содержащих компонентов центрифугатов из гор. Ecn приходится менее 1% алюминия.
Концентрация алюминия в центрифугатах из гор. IIBDg оказалась близка к пределу обнаружения, поэтому дальнейшее фракционирование равновесной жидкой фазы не проводили.
Источники и механизмы перехода алюминия в цен-трифугат СаС12-суспензии. Источником алюминия в центрифугате из гор. Eih могут быть алюмоорганические соединения, каолинит и плохоокристаллизо-ванный иллит. Почвенные хлориты в этом горизонте однозначно не диагностированы [5].
Зависимость pAl от рН для гор. Eih удовлетворительно описывается уравнением прямой с тангенсом угла наклона, равным 2,4, и свободным членом, или константой, 4,4 (рис. 2). Во всем диапазоне равновесных значений рН центрифугат оказался недонасыщен в отношении кристаллического гиббсита, аморфного гидроксида алюминия и «почвенного гидроксида алюминия» с рК 8,29 [19]. Следовательно, активность алюминия в вытяжках не может контролироваться реакцией растворения—осаждения какого-либо гидроксида алюминия.
Все центрифугаты из гор. Eih оказались недона-сыщены в отношении каолинита, бемита и имоголита (рис. 3, А). Величины мольных отношений Al/Si,
рассчитанные по общим концентрациям элементов, во всех центрифугатах, за исключением первых двух, оказались намного ниже значений 2,5—3,5, свойственных протоимоголиту [26].
Из вышесказанного следует, что реакции растворения—осаждения каолинита, имоголита, про-тоимоголита и бемита не могут быть основными источниками и контролировать уровень активности алюминия в равновесной жидкой фазе гор. Eih.
Можно предположить, что основным источником алюминия в равновесной жидкой фазе является обменный алюминий, основная доля которого сосредоточена в органическом веществе [4], а уровень активности этого элемента контролируется реакцией его обмена на водород и кальций. Полученная величина тангенса угла наклона прямой, описывающей зависимость рА1 от рН, равная 2,4, близка к приведенным величинам, соответствующим реакциям обмена на органическом веществе с участием водорода и алюминия [11, 32].
Представленное в эквивалентах заряда количество поглотившихся протона и (или) кальция было сопоставимо с таковым выделившегося в раствор алюминия (рис. 4, А). Следовательно, обменные реакции А1 о Н и (или) А1 о Ca возможны и скорее всего протекают на органическом веществе и (или) органо-минеральных соединениях.
В центрифугатах из подзолистого горизонта величина pAl практически не зависит от рН (рис. 2). Все центрифугаты оказались недонасыщенными в отношении кристаллического гиббсита, аморфных гидроксидов алюминия, имоголита, бемита и каолинита (рис. 2; рис. 3, Б).
При содержании в гор. Е органического углерода 1,1% алюмоорганические комплексы могут быть источником алюминия в центрифугатах.
Количество поглощенного водорода или кальция оказалось близко к эквивалентным количествам выделившегося в раствор алюминия (рис. 4, Б), следовательно, он мог перейти в жидкую фазу в результате обменных реакций А1 о Ca (Н). Можно предположить, что алюминий переходит в равновесную жидкую фазу не только в результате обменных реакций. Учитывая, что в этом горизонте диагностирован почвенный хлорит [5], дополнительным источником элемента в центрифугатах могут быть прослойки ги-дроксида алюминия, из которых алюминий попадает в раствор в результате реакций растворения. Известно, что прослойки гидроксида алюминия в составе почвенных хлоритов устойчивы в диапазоне значений рН от 4 до 6 [12], поэтому их частичное растворение при рН 3,5—3,8 вполне возможно.
В гор. Ecn, не содержащем почвенных хлоритов [5] и содержащем лишь 0,3% Сорг., основным источником алюминия в вытяжках являются, вероятно, различные алюмосиликаты, которые составляют основную часть твердой фазы почвы и растворимость которых очень мала. Поэтому концентрации элемен-
Рис. 2. Зависимость pAl от рН в центрифугатах СаС12-суспензий из гор. Eih (1), гор. Е (2) и гор. Ecn (3). Термостатирование при 9°; линии 4, 5 и 6 соответствуют растворимости гиббсита, аморфного A1(OH)3 и «почвенного A1(OH)3» соответственно
Рис. 3. Индексы насыщенности центрифугатов СаС12-суспензий из гор. ЕШ (А), гор. Е (Б) и гор. Есп (В) в отношении бемита (1), имоголита (2) и каолинита (3)
та в вытяжках из этого горизонта оказались такими низкими, так же как и в гор. IIBDg.
Зависимость рА1 от рН для гор. Есп описывается уравнением у = 1,5х — 1,4 (рис. 2). Все центрифугаты оказались недонасыщенными в отношении кристаллического гиббсита, аморфных гидроксидов алюминия, имоголита и бемита. Равновесная жидкая фаза приближается к насыщению в отношении каолинита, особенно при рН около 4,50-4,56 (рис. 3, В).
Рис. 4. Количество поглотившихся (—) и выделившихся (+) катионов в условиях равновесия: А, Б, В и Г — фильтраты СаС12-суспензий из горизонтов ЕШ, Е, Есп и IIBDg соответственно; 1 — Н+
+ Mn2+), 4 — Al(H2O)63+, 5 -
2 - Ca2+, 3 — (M - Al(H2O)5(OH)
g2+ +K+ + Na"
могут быть алюмосиликаты непочвенного происхождения (полевые шпаты, глинистые минералы, например каолинит), равновесие по которым за время проведения эксперимента достигнуто не было. Основной реакцией, в результате которой алюминий переходит в жидкую фазу, скорее всего, является растворение этих минералов.
Аналогичные объяснения могут быть применены и к гор. IIBDg, в равновесную жидкую фазу которого перешло несравнимо меньшее количество алюминия, чем поглотилось кальция (рис. 4, Г ).
В абсолютном большинстве случаев кальций поглощался почвой из раствора (таблица), но количество его поглощенных форм было не эквивалентно таковому алюминия, перешедшего в раствор (рис. 4, В). Следовательно, в этом горизонте обменные реакции А1 ^ Са не играют большой роли и не являются источником алюминия в растворе.
Вероятно, обменная реакция А1 о Н также не является ведущей в гор. Есп, так как количество поглотившихся протонов не эквивалентно количеству выделившегося в раствор алюминия (рис. 4, В). Источником алюминия в растворе из этого горизонта
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Орлов Д.С. Гуминовые кислоты почв и общая теория гумификации. М., 1990.
2. Толпешта И.И., Соколова Т.А. Изучение алюминия в системе твердая фаза—раствор в горизонте Е подзолистой почвы в условиях статических экспериментов // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2005. № 1.
Выводы
1. В центрифугатах 0,001 M СаС12-вытяжек из горизонтов Eih и Е торфянисто-подзолисто-глееватой почвы алюминий представлен алюмоорганическими соединениями в сумме с полимерами и мономерными ак-вакомплексами Al(H2O)63+. В центрифугатах 0,001 M СаС12-вытяжек из гор. Ecn алюминий на 90—100% представлен аквакомплексом, около 5% соединений представлено акваги-дроксокомплексом AlOH2+.
2. В гор. Eih главными источниками алюминия в центрифугате Са02-вытяжки являются алюмоорганические соединения в твердой фазе. Основными реакциями, в результате которых элемент переходит в жидкую фазу, являются обменные реакции Al о Н и Al о Са на органическом веществе. Эти же реакции контролируют уровень активности Al3+ в равновесной жидкой фазе.
3. В гор. Е основным источником алюминия в центрифугатах Са02-вытяжек являются алюмоорганические соединения твердой фазы и частично прослойки гидроксида алюминия в составе почвенных хлоритов.
Обменные реакции на органических и минеральных поверхностях, а также протекающие совместно реакции растворения прослоек гидроксида алюминия в почвенных хлоритах контролируют уровень активности Al3+ в равновесной жидкой фазе.
4. В горизонтах Ecn и IIBDg основным источником алюминия в центрифугатах Са02-вытяжек являются алюмосиликаты, унаследованные от породы, а ведущей реакцией, в результате которой элемент переходит в раствор, — растворение соединений, равновесие по которым в течение эксперимента достигнуто не было.
3. Толпешта И.И., Соколова Т.А. Соединения алюминия в вытяжках хлорида кальция из подзолистой почвы и их возможные источники // Почвоведение. 2008. № 6.
4. Толпешта И.И., Соколова Т.А. Соединения алюминия в почвах различных ландшафтов южной тайги (на примере почв Центрально-лесного заповедника) // Тр. V Междунар.
конф. «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы». 26—31 октября 2009 г., г. Пущино.
5. Толпешта И. И., Соколова Т. А., Бонифачио Э., Фаль-сонэ Г. Почвенные хлориты в подзолистых почвах разной степени гидроморфизма: происхождение, свойства и условия образования // Почвоведение. 2010. № 7.
6. Berggren D. Aluminium release in acid forest soils-mechanisms and implications for long-term modeling // J. Ecol. Chem. 1994. Vol. 3. N 3.
7. Berggren D. The solubility of aluminium in two Swedish acidified forest soils: an evaluation of lysimeter measurements using batch titration data // Water, Air, and Soil Pollution. 1999. N 114.
8. Berggren D., Mulder J. The role of organic matter in controlling aluminum solubility in acidic mineral soil horizons // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59. N 20.
9. Berggren D., Mulder J., Westerhof R.. Prolonget leaching of mineral forest soils with dilute HCl solutions: the solubility of Al and soil organic matter // Europ. J. Soil Sci. 1998. Vol. 49.
10. Bertsch P.M., Parker D.R. Aqueous polynuclear aluminum species // The Environmental Chemistry of Aluminum. 2nd ed. / Ed. by G. Sposito. Ch. 4. L., N.Y., Washington, 1996.
11. Bloom P.R., McBride M.B., Weawer R.M. Aluminum organic matter in acid soils: buffering and solution aluminum activity // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1979. Vol. 43.
12. Blum W. von. Bildung sekundärer Al-(Fe)-Chlorite // Z. Pflanzenern. Bodenk. 1976. H. 1.
13. Dahlgren R..A, Driscoll C.T., McAvoy D.C. Aluminum precipitation and dissolution rates in spodosol Bs horizons in the northeastern USA // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1989. Vol. 53.
14. Derome K., Derome J., Lindroos A. Techniques for preserving and determining aluminium fractions in soil solution from podzolic forest soils // Chemosphere. 1998. Vol. 36. N 4—5.
15. Driscoll C.T. A procedure for the fractionation of aqueous aluminum in dilute acidic waters // Intern. J. Anal. Chem. 1984. Vol. 16.
16. Driscoll C.T, Driscoll K.M., Mitchell M.J., Raynal D.J. Effects of acidic deposition on forest and aquatic ecosystems in New York State // Environ. Pollution. 2003. N 123.
17. Fernandez-Sanjurjo M.J., Alvarez E., Garsia-Rodeja E. Speciation and solubility control of aluminium in soils developed from slates of the river Sor watershed (Galicia, NW Spain) // Water, Air, and Soil Pollution. 1998. N 103.
18. Gustafsson J.P., Berggren D., Simonsson M. et al. Aluminium solubility mechanisms in moderately acid Bs horizons of podzolized soils // Europ. J. Soil Sci. 2001. Vol. 52.
19. Gustafsson J.P., Lumsdon D.G., Simonsson M. Aluminium solubility characteristics of spodic B horizons containing imogolite-type materials // Clay Minerals. 1998. Vol. 33.
20. Hargrove W.L., Thomas G.W. Conditional formation constants for aluminum-organic matter complexes // Can. J. Soil Sci. 1982. Vol. 62.
21. Hees P.A.W. van, Lundstrom U.S., Starr M., Giesler R. Factors influencing aluminium concentrations in soil solution from podzols // Geoderma. 2000. Vol. 94.
22. Larssen T., Vogt R., Seip H.M. et al. Mechanisms for aluminum release in Chinese acid forest soils // Geoderma. 1999. Vol. 91.
23. Maitat O., Boudot J., Merlet D., Rouilled J. Aluminium chemistry in two contrasted acid forest soils and headwater streams impacted by acid deposition, Vosges mountains, N.E. France // Water, Air, and Soil Pollution. 2000. N 117.
24. Matzner E., Pijpers M., Holland W., Manderscheid B. Aluminum in soil solutions of forest soils: influence of water flow and soil aluminum pools // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1998. Vol. 62.
25. McHale M.R., Burns D.A., Lawrence G.B., Murdoch P.S. Factors controlling soil water and stream water aluminum concentrations after a clearcut in a forested watershed with calcium-poor soils // Biogeochem. Intern. J. 2007. Vol. 85. Is. 3.
26. Paterson E., Goodman B.A., Farmer V.C. The chemistry of aluminium, iron and manganese oxides in acid soils // Soil Acidity / B. Uhlrich, M.E. Sumner (Eds.). Berlin, 1991.
27. Reuss J.O., Johnson D.W. Acid deposition and acidification of soil and waters // Ecological studies. N.Y., 1986. Vol. 59.
28. Simonnson M., Berggren D. Aluminium solubility related to secondary solid phases in upper B horizons with spodic characteristics // Europ. J. Soil Sci. 1998. Vol. 49.
29. Takahashi T., Fukuoka T., Dahlgren R.A. Aluminum solubility and release rates from soil horizons dominated by aluminum-humus complexes // Soil Sci. Plant Nutr. 1995. Vol. 41. N 1.
30. Ulrich B. Acid load internal processes and by acid deposition. Trans. 13 Congr. Int. Soc. Soil Sci. Hamburg, 13-20 August, 1986. Vol. 3.
31. Walker W.J., Cronan C.S., Bloom P.R. Aluminum solubility in organic soil horizons from Northern and Southern forested watersheds // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1990. Vol. 54.
32. Wit H.A. de, Mulder J., Nygaard P.H. et al. Aluminium: the need for a re-evaluation of its toxicity and solubility in mature forest stands // Water, Air, and Soil Pollution. 2001. Focus 1.
33. Yanai R.D., Phillips R.P., Arthur M.A.. et al. Spatial and temporal variation in calcium and aluminum in Northern hardwood forest floors // Water, Air, and Soil Pollution. 2005. N 160.
Поступила в редакцию 18.01.2010
POSSIBLE SOURCES AND COMPOUNDS OF ALUMINUM IN CALCIUM CHLORIDE EXTRACTS SOIL SOLUTIONS IN PEAT-PODZOLIC-GLEYED SOIL
I.I. Tolpeshta
Aluminum concentrations in aluminum compounds extracted with 0,001 M CaCl2 from the main genetic horizons of a peat-podzolic-gleyed soil were determined experimentally and calculated from equations. From the calculation results, the pAl values were plotted as functions of the pH. In the Eih horizon, the main sources of Al in the CaCl2-extract included organoaluminum compounds. In the E horizon, aluminum-organic matter complexes and soil chlorites were the main source of aluminum.
Key words: aluminum, aluminum-organic, complexes, exchangeable reactions, peat-podzolic-gleyed soil.
Сведения об авторе. Толпешта Инна Игоревна, канд. биол. наук, ст. преп. каф. химии почв; тел.: 939-50-10, e-mail: sokolt65@mail.ru
