Топырақтың химиялық құрамдары
1. Кіріспе
2. Топырақтың химиялық құрамы
3. Топырақтағы макро және микроэлементтер
3.1. Мол элементтер
3.2. Аз элементтер
3.3. Өте аз элементтер
4. Топырақтың табиғи химиялық құрамының гигиеналық маңызы
5. Қорытынды
6. Пайдаланылған әдебиеттер
2. Топырақтың химиялық құрамы
3. Топырақтағы макро және микроэлементтер
3.1. Мол элементтер
3.2. Аз элементтер
3.3. Өте аз элементтер
4. Топырақтың табиғи химиялық құрамының гигиеналық маңызы
5. Қорытынды
6. Пайдаланылған әдебиеттер
Макроэлементтер ағза массасының 99% құрайды және ағзада 0,01%-дан артық мөлшерде кездеседі. Микроэлементтердің құрамы 0,001-0,00001% аралығында, ультрамикроэлементтер – 0,00001%-дан аз болады. Ағзадағы эссенциалды микроэлементтердің ролі зор. Олар, көмірсулар, белоктар және нуклеин қышқылдарының синтезделуі мен ыдырау реакцияларын қоса алғанда, тотығу-тотықсыздану реакцияларының реттелуі, жасушалық тыныс алу, т.б. түрлі зат алмасу үрдістеріне қатысатын көптеген ферменттер, гормондар мен дәрумендердің құрамына кіреді. Оның үстіне, олардың қолайлы әсері белгілі мөлшерлері аралығында ғана байқалады, ал артық және жеткіліксіз мөлшерде болса, керісінше, зиянды әсер етеді. Уытты микроэлементтердің әсері белгілі бір табалдырықтық дозадан асқан кезде байқалады, төмен деңгейілері биологиялық әсер етпейді. Әр түрлі аймақтардағы топырақтың химиялық құрамы бірдей болмайды, өйткені, бұл көрсеткіштер сол аудандардағы геологиялық және топырақ түзілу үрдістерінің ерекшеліктеріне байланысты қалыптасады. Осыған байланысты, кейбір аудандарда микроэлементтердің белгілі бір түрлері артық мөлшерде болса, ал екіншілерінде керісінше, олардың жетіспеушілігі байқалады.
Кейбір химиялық элементтердің мөлшері топырақта өте аз ((n10-3) болғандықтан, оларды: бор, молибден, мыс, жез, марганец, кобальт, мырыш, иод, фторды (B, Mn, Mo, Cu, I, F) т.б. жеке топқа жатқызады. Микроэлементтер өсімдіктерге қоректік элемент ретінде тікелей сіңбейді, олар қоректік элементтермен бірге сіңіріледі және тірі организмдердің ферменттік құрамына кіреді де топыраққа биохимиялық алмасу процестерін жеделдетеді. Өсімдіктер өнімі мен оның сапасының және топырақтағы микроэлементтер мөлшерлерінің арасында тікелей байланыс бар. Топырақта микроэлементтердің жетіспеуінен өсімдіктердің өнімі де, сапасы да төмендеп, тіпті ауруға шалдығады. Микроэлементтер жетіспесе немесе артық мөлшерде болса, онда ондай топырақты биохимиялық зарарлы эпидемия провинциялары деп атайды. Бұл табиғи факторлармен қатар, техногендік ластану, тыңайтқыштарды артық қолдану салдарынан болуы мүмкін. Топырақтағы микроэлементтердің мөлшері олардың топырақ түзуші аналық жынысындағы бастапқы мөлшерлеріне байланысты. Гумус белсенді түрде жиналатын процестерде микроэлементтер топырақтың беткі қабатында мол болады, ал шайылу процесі басым болған топырақтарда едәуір аз болады.
Кейбір химиялық элементтердің мөлшері топырақта өте аз ((n10-3) болғандықтан, оларды: бор, молибден, мыс, жез, марганец, кобальт, мырыш, иод, фторды (B, Mn, Mo, Cu, I, F) т.б. жеке топқа жатқызады. Микроэлементтер өсімдіктерге қоректік элемент ретінде тікелей сіңбейді, олар қоректік элементтермен бірге сіңіріледі және тірі организмдердің ферменттік құрамына кіреді де топыраққа биохимиялық алмасу процестерін жеделдетеді. Өсімдіктер өнімі мен оның сапасының және топырақтағы микроэлементтер мөлшерлерінің арасында тікелей байланыс бар. Топырақта микроэлементтердің жетіспеуінен өсімдіктердің өнімі де, сапасы да төмендеп, тіпті ауруға шалдығады. Микроэлементтер жетіспесе немесе артық мөлшерде болса, онда ондай топырақты биохимиялық зарарлы эпидемия провинциялары деп атайды. Бұл табиғи факторлармен қатар, техногендік ластану, тыңайтқыштарды артық қолдану салдарынан болуы мүмкін. Топырақтағы микроэлементтердің мөлшері олардың топырақ түзуші аналық жынысындағы бастапқы мөлшерлеріне байланысты. Гумус белсенді түрде жиналатын процестерде микроэлементтер топырақтың беткі қабатында мол болады, ал шайылу процесі басым болған топырақтарда едәуір аз болады.
1. Жамалбеков Е.У. Бильдебаева Р.М., Бигалиев А.Б. Жалпы топырақтану. Алматы 2001
2. Тазабеков Т.Т. Топырақтың құнарлылығы. Алматы 1999
3. Елешов Р.Е., Елемесов Ж.Е., Мұхаметкәрімов Қ.М. Топырақтану практикумы. Алматы 2006
4. Интернет желісі www.yandex.ru
2. Тазабеков Т.Т. Топырақтың құнарлылығы. Алматы 1999
3. Елешов Р.Е., Елемесов Ж.Е., Мұхаметкәрімов Қ.М. Топырақтану практикумы. Алматы 2006
4. Интернет желісі www.yandex.ru
Топырақтың химиялық құрамы.
Топырақ түзілу құбылыстарының нәтижесінде жалпы тау жыныстарының құрамын сақтайды. Бірақ көптеген элементтердің мөлшерлері өзгереді.
Топырақтардың орташа химиялық құрамы, % (А.П.Виноградов,1962)
O - 49 K - 1,36 P - 0,08
Si - 33 Mg - 0,63 Zn - 0,005
Al - 7,13 Ti - 0,46 Cu - 0,002
Fe - 3,80 C - 2,00 B - 0,001
Ca - 1,37 N - 0,10 Mo - 0,0003
Na - 0,83 S - 0,085 Co - 0,0008
Топырақтағы химиялық элементтердің мөлшеріне қарай бірінші орында О мен Si, екінші Al мен Fe, үшінші Ca мен Mg, солардан кейін Na, K элементтер орналасқан. Топырақтың химиялық құрамы өзін түзген тау жыныстарының химиялық құрамына айырмашылығы көрінеді. Мұнда органикалық элементтерінің мөлшерлері көп: көміртегі 20 есе, азот 10 есе артық. Сонымен қатар оттегі және сутегі мөлшерінің көп, ал алюминий, темір, калий, калций, магнийдің аз екені байқалады. Осы элементтер әр түрлі химиялық қосындылар түрінде топырақ құрамына еніп, топырақ арасындағы қарым-қатынасты белгілеуде бұлардың биологиялық маңызы өте зор. Көміртегі, сутегі, оттегі топырақтың органикалық заттарының құрамына кіреді, минералды түрде олардың карбонатты тұздары кездеседі. Оттегі су құрамында, гидроксидтер, алюмосиликаттар, бос қышқылдар және олардың тұздарының құрамында болады.
Топырақтағы тағы бір үлесі мол элементтің бірі - кремний. Ол жер қабатындағы минералды қосындылар құрасына кіріп, органикалық заттар құрамындағы көміртегі сияқты маңызды рөл атқарады. Топырақта ең көп тараған кремний қосындыларының бірі - кварц минералы SiO2. Кремний және кремний қышқылдарының тұздары силикаттар мен алюмосиликаттар құрамына кіреді. Өсімдіктердің құрамында да кремний бар, мысалы, ол дәнді дақылдарда 10%-дан 60%-ға дейін жетеді. Алюминий алюмосиликаттар балшықты минералдар құрамында кездеседі. Бұлардың биологиялық маңызы онша емес. Al2O3 - тің топырақтағы жалпы мөлшері 1-2%-дан 15-20%-ға дейін, ал ферраритті топырақтарда 40%-ға дейін жетеді. Темір әр түрлі оксидті, гидроксидті және шала күкіртті қосындылардың құрамына кіреді. Бұл элемент биологиялық жағынан өсімдіктердегі хлорофильдің түзілуіне қатысады. Егер өсімдіктерге темір жетіспесе, олардың жапырақтары сарғайып хлороз деген ауруға шалдығады. Топырақтағы темір элементінің мөлшері әр түрлі. Мысалы құмдақ топырақтарда 0,5-1,0%, лесс жыныстарында түзілген топырақтарында 3-5, ал ферралитті топырақтарда 20-50%. Калций мен магний топырақта слюдалардың немесе басқа минералдардың құрамында кездеседі. Бұлар тұздар түрінде бөлініп, басқа минералдың қосындыларымен реакцияға түсіп, күкірт, фосфор қышқылдарының тұздарын құрайды. Бұл екі элементте өсімдіктерге өте қажет. Топырақта ол 1-3% мөлшерінде болады. Калий мен натрий дала шпаттарының ортоклаз, микролин, альбит құрамында бұзылу нәтижесінде минералды қышқылдардың тұздарын құрайды. Бұл тұздар суда жақсы ериді. Калий - өсімдіктердің қоректік элементтерінің бірі. Оның топырақтағы мөлшері -2-3%.Na2O-ның мөлшері -1-3%.натрийдің жылжымалы түрі топырақта жоғары болса, ол физикалық және химиялық жағынан қолайсыз қасиеттер туғызады. Титан кабінесе алғашқыда угілуге аз берілетін минералдардың құрамына жатады (ильменит, рутил, сфен). TiO2 мөлшері топырақта көп болмайды. Марганецтің топырақтағы мөлшері өте аз. Пиролюзит, баунит, оливин сияқты микроэлементтер өсімдіктердің өсуі мен сапалы дамуына қажет. Күкірт өсімдіктердің немесе жануарлардың қалдақтарынан түзілген органикалық заттардың құрамында болады Пирит деген минерал түрінде де кездеседі: Fe2S. Топырақта SO3 мөлшері проценттің оннан бір бөлігінен аспайды, кейбір сульфатты тұздар топырақта көп болуы мүмкін. Егер де күкірттің топырақта жылжымалы түрі мол болса, оның себебін осы төңіректе ыластаушы өндіріс орындарынан іздестірген жөн.
Көміртегі, сутегі, азот, фосфор - органогендік элементтер. Олардың топыраққа тигізер пайдасы көп. Көміртегі гумустың органикалық қалдықтардың құрамында, сутегі газдардың өсімдік пен жануарлардың денелеріндегі органикалық заттарда болады. Көміртегі органикалық заттарға бай топырақтарда 3-10%, сутегі 3-6% мөлшерде. Азот өсімдіктің өсуінде, жануарлардың тіршілігінде зор рөл атқарады. Оның мөлшері топырақта көбіне органикалық қосындылар, аммиак, азот және азотты қышқылдардың тұздары күйінде кездеседі. (0,3-0,4; кейде 0,1 %). Топыраққа азот екі жолмен келеді: 1) үлкен қысым, әрі катализатор (найзағай) қатысуы арқылы аммиак NH3 түзіліп, жауын-шашынмен түседі; 2) азот сіңіруші бактериялардың (бос немесе бұршақты өсімдіктер тамыр түйіндеріндегі) қатысуымен шоғырланады. Фосфор апатит, фосфорит минералдары құрамында және топырақ шіріндісінде, органикалық қосындыларда кездеседі.топырақта фосфор - фосфор қышқылының тұздары фосфаттар түрінде болады Na мен Caбір фосфаты NaHPO4, Ca(H2PO4)2, натрий мен калций екі фосфаты Na2HPO4, CaHPO4.2H2O, натрий мен калций үш фосфаты - Ca3(PO4)2, Na3PO4. Топырақта көбінесе суда еритін, өсімдікке сіңімді Сa(H2PO4)2 түрі болуы қажет.
Тау жыныстарындағы химиялық элементтердің кларк үлестеріне байланысты олар үш топқа бөлінеді:
1.Мол элементтер, кларк көрсеткіштері - n10-n10-2
2.Аз элементтер, кларк көрсеткіштері - n10-2 - n10-3
3.Өте аз элементтер, кларк көрсеткіштері n10-3- n10-5
Тау жыныстарының орташа химиялық құрамы, % есебінен (А.П.Виноградов, 1962: М.А.Глазовская, 1981 оқулығынан).
Мол элементтер (n10-n10-2)
О - 47 Ca - 3,29 Ti - 0,45 F - 0,06 C - 0,023
Si - 29 Na - 2,5 H - 0,15 S - 0,047 Ci - 0,017
Al - 8,05 K - 2,5 Mn - 0,10 Sr - 0,035 Zr - 0,017
Fe - 4,7 Mg - 1,87 P - 0,10
Аз элементтер (n10-3 -n10-5)
Li, Be, B, N, Se, Y,Cr, Ni, Cu, Zn, Co Pb,Gd, Nb,V, La Nd, Th Rb, Ge, As, Br, Mo, Sn, Cs, W, U, Cd, Sn, Sb, I.
Өте аз элементтер (n(10-5)
Se, Pd, Ag, Te, Re, Au, Hg, Bi, Rd т.б.
Сонымен тау жыныстарындағы негізгі элементтерді O, Si, Al - құрайды, олар 84,05% алады. Оларға тағы Fe, Ca, Na, K мен Mg-ді қоссақ, сегіз элементтердің үлесіне тау жыныстарының 98,87% тиеді. Ал енді оларға қалған 10 элементтерді қосса, барлығының мөлшері 99,82% құрады. Бұл элементтердің барлығының (18) мол элементтер аттарына ие болғандарымен, тау жыныстары құрамындағы үлестерінің алшақтығын көрсетеді. Азл аз элементтер мен өте аз элементтер (78) тау жыныстарының үлесіне бар болғаны 0,18% қана тиеді. Дегенмен тау жыныстарында, одан түзілген топырақтарда майда элементтердің үлестері өте аз болғанымен, олардың тірі организмдердің тіршіәлігі үшін маңызы үлкен. Топырақтар түзілу құбылыстары нәтижесінде жалпы тау жыныстарының құрымын сақтай отырып, оған көптеген элементтердің клактары жөнінде өзгерістер енгізеді. Мәселен, топырақтағы оттегі мөлшері тау жыныстарындағы 47% орнына 55%, сутегі 0,15% орнына 5%, көміртегі 0,023% орнына -0,1%, фосфор 0,1% орнына 0,5% т.б.
Жер бетіне жақын ауаның химиялық құрамы. Топырақты түзуші тау жыныстарының құрамымен салыстырғанда топырақ бетіндегі ауаның құрамы, ондағы кездесетін аз элементтердің қатынас мөлшері өте алшақ.
Жер бетіне жақын ауаның орташа химиялық құрамы,% (М.А.Глазовская, 1981 бойынша)
N - 75,51 Ne - 1,310-5 N2O - 1,510-4
O - 23,15 He - 7,210-5 H2 - 310-6
Ar - 1,28 CH4 - 1,210-4 Xe - 1,810-5
CO2 - 0,046 Kr - 2,910-4 O3 - 3,610-6
Келтірілген мәліметтерден азот жер қыртысында аз элементтер қатарында болса, ауа құрамында ол негізгі құраушы элемент. Ауадағы азот - топыраққа берілетін азоттың негізгі көзі. Ол биологиялық тірі организмдерге қажетті белок түзетін элемент. Топыраққа ол ауадан түсетін ылғалдар және ауадан азотты сіңіретін микроорганизмдер арқылы келеді. Ауаның құрамындағы екінші негізгі элемент - оттегі. Онымен тотықтандыру реакциялары, соған байланысты тау жыныстарының үгілуі мен топырақ түзілу құбылыстары тікелей байланысты. Ауа құрамындағы өте аз элемент - озон, ол өте белсенді тотықтырғыш. Жасыл өсімдіктер үшін және топырақ түзуде ауадағы көмір қышқыл газының маңызы ерекше. Жасыл өсімдіктердің жапырағы арқылы фотосинтез жүреді. Осының нәтижесінде көмір қышқыл газындағы көміртегі өсімдіктердің барлық органикалық бөліктерін шіріп-ыдырау құбылыстарынан пайда болған топырақтың қара шіріндісінде (гумус) көміртегінің үлесі - 58%, ол негізінен ауадағы көмірқышқыл газынан түседі. Жер бетіндегі және топырақ кеуектеріндегі көмірқышқыл газы (CO2 + H2O =H2CO3) ылғалымен қосылып көмір қышқылын түзеді, ал ол қышқыл жер қыртысындағы, топырақтағы басқа әр түрлі химиялық элементтер мен қосылып, түрлі реакциялар жүруі арқылы карбонатты тұздар түзеді.
Тірі заттардың химиялық құрамы. Жер қыртысындағы, судағы және бетіне жақын, ауадағы элементтер тірі организмдермен (ағзалармен) сіңіріліп, қайтадан топталып, топыраққа бастапқы жағдайларына қарағанда басқа түр мен арақатынас күйінде қайтарылады. Тірі ағзалардың орташа химиялық құрамы. (А.П.Виноградов, 1954. М.А.Глазовская, 1981 бойынша)
Мол элементтер (n10-n10-2)
O - 70 N - 0,3 S - 0,05
C - 18 Si - 0,2 Na - 0,02
H - 10,5 Mg - 0,04 Cl - 0,02
Ca - 0,5 P - 0,07 Fe - 0,01
K - 0,3
Аз элементтер.(n10-3 - n10-5)
n10-5 - Al, Ba, Sr, Mn, D, Th, P
n10-4 - Ti, F, Zn, Pb, Cu, Y, Cr, Br, Ge
n10-5 - Ni, Pb, Sn, As, Co, Li, Mo, Y, Cs
Өте аз элементтер n10-5
Se, U, Hg, Ra.
Келтірілген мәліметтер тірі ағзалар негізінен үш элементтен (оттегі, көміртегі, сутегі) тұратыные көрсетеді, олардың қосындысы бүкіл тірі ағзалардың құрамының 98,5% - ын құрады. Азот мөлшері-0,3%, ал бактериялар құрамында олардың мөлшері бірнеше процентке жетеді. Тірі организмдерде оларды өртегеннен кейін немесе ыдырағаннан қалатын күлде де элементтер бар. Олардың орташа көлемі - 1,5%, алайда ол тірі ағзалардың қай алқаптарға орналасуына байланысты. Күлдік элементтердің мөлшері 5-7%, ал кейбір сор топырақта өсетін өсімдіктер құрамында 20-25%-ға жетеді. Өсімдіктер мен жануарлар химиялық элементтерді өздерінің биологиялық қажеттілігіне байланысты таңдап сіңіреді. Сондықтан күлдік пішіндегі элементтер құрамы жер қыртысындағы элементтерге қарағанда тіпті өзгеше. Тау жынысынан немесе топырақтан тірі организмдердің жэлементтерді биологиялық сіңіру белсенділігі Б.П.Полынов пен А.И.Перельманның енгізген сіңірудің биологиялық коэфициенті арқылы анықталады. Бұл коэффицент өсімдік күліндегі элемент топырақтағы немесе тау жынысындағы элементке қатынасынан алынады. Осы арқылы белсенділігі анықталады.
Биологиялық сіңірудің белсенділік қатары (А.И.Перельман, 1972, М.А.Глазовская, 1981 бойынша)
Белсенді жиналатындар - P, S, J, Cl
Көбірек жиналатындар - K, Ca, Mg, Na, Sr, b, Zn, Ag7
Нашарлау жиналатындар - Mn, Ba, Cu, Ni, Co, Mj, As, Cd, Be, Hg, Se7
Нашар жиналатындар - Fe, Si, F, Rb, V, Li, Y, Cs7
Өте нашар жиналатындар - Ti, Cr, Pb, Al6 U, Zr.
Сонымен өсімдіктер күлінде кездесетін элементтер, олардың таңдамалы сіңірулерінің нәтижесінде тау жыныстарындағы элементтерге қарағанда өзгеше болады. Мәселен, өсімдік күлінде P, S ондаған тіпті жүздлеген есе K, Ca, Mg және I, B, Zn, Ag тау жынысындағы мөлшеріне қарағанда бірнеше есе көп. Керісінше өсімдік күлінде, тау жынысында көп тараған Si,Al және Fe сияқты, мол элементтер тым аз. Осы жағдайларды ескере отырып, жер қыртысы құрамындағы атомдарды қайта топталады, бұл жағдай биосфераның геохимиясы үшін де, биосфераның ең тірі заттар мол тарағанбөлігі - топырақ үшін де маңызды. Бұл топыраққа, оның жоғарғы қабаттарының химиялық құрамына, әсіресе топырақтың органикалық заттармен толығуына ықпал етеді. Сонымен тірі организмдер топырақ құрамын алғашқы тау жыныстары құрамына қарағанда тіпті өзгертеді. Осындай материалдық негіздерден түзілген топырақтар, жалпы солардың химиялық құрамын сақтайды.
Макроэлементтер ағза массасының 99% құрайды және ағзада 0,01%-дан артық мөлшерде кездеседі. Микроэлементтердің құрамы 0,001-0,00001% аралығында, ультрамикроэлементтер - 0,00001%-дан аз болады. Ағзадағы эссенциалды микроэлементтердің ролі зор. Олар, көмірсулар, белоктар және нуклеин қышқылдарының синтезделуі мен ыдырау реакцияларын қоса алғанда, тотығу-тотықсыздану реакцияларының реттелуі, жасушалық тыныс алу, т.б. түрлі зат алмасу үрдістеріне қатысатын көптеген ферменттер, гормондар мен дәрумендердің құрамына кіреді. Оның үстіне, олардың қолайлы әсері белгілі мөлшерлері аралығында ғана байқалады, ал артық және жеткіліксіз мөлшерде болса, керісінше, зиянды әсер етеді. Уытты микроэлементтердің әсері белгілі бір табалдырықтық дозадан асқан кезде байқалады, төмен деңгейілері биологиялық әсер етпейді. Әр түрлі аймақтардағы топырақтың химиялық құрамы бірдей болмайды, өйткені, бұл көрсеткіштер сол аудандардағы геологиялық және топырақ түзілу үрдістерінің ерекшеліктеріне байланысты қалыптасады. Осыған байланысты, кейбір аудандарда микроэлементтердің белгілі бір түрлері артық мөлшерде болса, ал екіншілерінде керісінше, олардың жетіспеушілігі байқалады. Осындай табиғи биогеохимиялық провинциялардың тұрғындарында топырақта және осыған байланысты қоршаған ортаның басқа да нысандыранда микроэлементтердің жетіспеушілігі немесе артық мөлшерде болуына байланысты туындайтын түрлі эндемиялық аурулар байқалады. Аномалиялық биогеохимиялық провинциялар туралы ілімнің негізін салушы академик А.П.Виноградов болды. Организмдердің химиялық құрамы мен жер қыртысының химиялық құрамы арасындағы тығыз байланысты дәлелдеген В.И.Вернадскийдің еңбектерін негізге ала отырып, ол жер шарының әр түрлі аудандарында химиялық элементтердің біркелкі таралмағандығын және сол территориядағы тұрғындарда спецификалық патологияның дамуында биогеохимиялық провинциялардың элементтік құрамының маңыздылығын анықтады.
Микроэлементтер. Кейбір химиялық элементтердің мөлшері топырақта өте аз ((n10-3) болғандықтан, оларды: бор, молибден, мыс, жез, марганец, кобальт, мырыш, иод, фторды (B, Mn, Mo, Cu, I, F) т.б. жеке топқа жатқызады. Микроэлементтер өсімдіктерге қоректік элемент ретінде тікелей сіңбейді, олар қоректік элементтермен бірге сіңіріледі және тірі организмдердің ферменттік құрамына кіреді де топыраққа биохимиялық алмасу процестерін жеделдетеді. Өсімдіктер өнімі мен оның сапасының және топырақтағы микроэлементтер мөлшерлерінің арасында тікелей байланыс бар. Топырақта микроэлементтердің жетіспеуінен өсімдіктердің өнімі де, сапасы да төмендеп, тіпті ауруға шалдығады. Микроэлементтер жетіспесе немесе артық мөлшерде болса, онда ондай топырақты биохимиялық зарарлы эпидемия провинциялары деп атайды. Бұл табиғи факторлармен қатар, техногендік ластану, тыңайтқыштарды артық қолдану салдарынан болуы мүмкін. Топырақтағы микроэлементтердің мөлшері олардың топырақ түзуші аналық жынысындағы бастапқы мөлшерлеріне байланысты. Гумус белсенді түрде жиналатын процестерде микроэлементтер топырақтың беткі қабатында мол болады, ал шайылу процесі басым болған топырақтарда едәуір аз болады.
Топырақтың табиғи химиялық құрамының гигиеналық маңызы.
Топырақтың химиялық құрамы алуан түрлі, оған, жоғарыда көрсетілгендей, минералды және органикалық қосылыстар ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Топырақ түзілу құбылыстарының нәтижесінде жалпы тау жыныстарының құрамын сақтайды. Бірақ көптеген элементтердің мөлшерлері өзгереді.
Топырақтардың орташа химиялық құрамы, % (А.П.Виноградов,1962)
O - 49 K - 1,36 P - 0,08
Si - 33 Mg - 0,63 Zn - 0,005
Al - 7,13 Ti - 0,46 Cu - 0,002
Fe - 3,80 C - 2,00 B - 0,001
Ca - 1,37 N - 0,10 Mo - 0,0003
Na - 0,83 S - 0,085 Co - 0,0008
Топырақтағы химиялық элементтердің мөлшеріне қарай бірінші орында О мен Si, екінші Al мен Fe, үшінші Ca мен Mg, солардан кейін Na, K элементтер орналасқан. Топырақтың химиялық құрамы өзін түзген тау жыныстарының химиялық құрамына айырмашылығы көрінеді. Мұнда органикалық элементтерінің мөлшерлері көп: көміртегі 20 есе, азот 10 есе артық. Сонымен қатар оттегі және сутегі мөлшерінің көп, ал алюминий, темір, калий, калций, магнийдің аз екені байқалады. Осы элементтер әр түрлі химиялық қосындылар түрінде топырақ құрамына еніп, топырақ арасындағы қарым-қатынасты белгілеуде бұлардың биологиялық маңызы өте зор. Көміртегі, сутегі, оттегі топырақтың органикалық заттарының құрамына кіреді, минералды түрде олардың карбонатты тұздары кездеседі. Оттегі су құрамында, гидроксидтер, алюмосиликаттар, бос қышқылдар және олардың тұздарының құрамында болады.
Топырақтағы тағы бір үлесі мол элементтің бірі - кремний. Ол жер қабатындағы минералды қосындылар құрасына кіріп, органикалық заттар құрамындағы көміртегі сияқты маңызды рөл атқарады. Топырақта ең көп тараған кремний қосындыларының бірі - кварц минералы SiO2. Кремний және кремний қышқылдарының тұздары силикаттар мен алюмосиликаттар құрамына кіреді. Өсімдіктердің құрамында да кремний бар, мысалы, ол дәнді дақылдарда 10%-дан 60%-ға дейін жетеді. Алюминий алюмосиликаттар балшықты минералдар құрамында кездеседі. Бұлардың биологиялық маңызы онша емес. Al2O3 - тің топырақтағы жалпы мөлшері 1-2%-дан 15-20%-ға дейін, ал ферраритті топырақтарда 40%-ға дейін жетеді. Темір әр түрлі оксидті, гидроксидті және шала күкіртті қосындылардың құрамына кіреді. Бұл элемент биологиялық жағынан өсімдіктердегі хлорофильдің түзілуіне қатысады. Егер өсімдіктерге темір жетіспесе, олардың жапырақтары сарғайып хлороз деген ауруға шалдығады. Топырақтағы темір элементінің мөлшері әр түрлі. Мысалы құмдақ топырақтарда 0,5-1,0%, лесс жыныстарында түзілген топырақтарында 3-5, ал ферралитті топырақтарда 20-50%. Калций мен магний топырақта слюдалардың немесе басқа минералдардың құрамында кездеседі. Бұлар тұздар түрінде бөлініп, басқа минералдың қосындыларымен реакцияға түсіп, күкірт, фосфор қышқылдарының тұздарын құрайды. Бұл екі элементте өсімдіктерге өте қажет. Топырақта ол 1-3% мөлшерінде болады. Калий мен натрий дала шпаттарының ортоклаз, микролин, альбит құрамында бұзылу нәтижесінде минералды қышқылдардың тұздарын құрайды. Бұл тұздар суда жақсы ериді. Калий - өсімдіктердің қоректік элементтерінің бірі. Оның топырақтағы мөлшері -2-3%.Na2O-ның мөлшері -1-3%.натрийдің жылжымалы түрі топырақта жоғары болса, ол физикалық және химиялық жағынан қолайсыз қасиеттер туғызады. Титан кабінесе алғашқыда угілуге аз берілетін минералдардың құрамына жатады (ильменит, рутил, сфен). TiO2 мөлшері топырақта көп болмайды. Марганецтің топырақтағы мөлшері өте аз. Пиролюзит, баунит, оливин сияқты микроэлементтер өсімдіктердің өсуі мен сапалы дамуына қажет. Күкірт өсімдіктердің немесе жануарлардың қалдақтарынан түзілген органикалық заттардың құрамында болады Пирит деген минерал түрінде де кездеседі: Fe2S. Топырақта SO3 мөлшері проценттің оннан бір бөлігінен аспайды, кейбір сульфатты тұздар топырақта көп болуы мүмкін. Егер де күкірттің топырақта жылжымалы түрі мол болса, оның себебін осы төңіректе ыластаушы өндіріс орындарынан іздестірген жөн.
Көміртегі, сутегі, азот, фосфор - органогендік элементтер. Олардың топыраққа тигізер пайдасы көп. Көміртегі гумустың органикалық қалдықтардың құрамында, сутегі газдардың өсімдік пен жануарлардың денелеріндегі органикалық заттарда болады. Көміртегі органикалық заттарға бай топырақтарда 3-10%, сутегі 3-6% мөлшерде. Азот өсімдіктің өсуінде, жануарлардың тіршілігінде зор рөл атқарады. Оның мөлшері топырақта көбіне органикалық қосындылар, аммиак, азот және азотты қышқылдардың тұздары күйінде кездеседі. (0,3-0,4; кейде 0,1 %). Топыраққа азот екі жолмен келеді: 1) үлкен қысым, әрі катализатор (найзағай) қатысуы арқылы аммиак NH3 түзіліп, жауын-шашынмен түседі; 2) азот сіңіруші бактериялардың (бос немесе бұршақты өсімдіктер тамыр түйіндеріндегі) қатысуымен шоғырланады. Фосфор апатит, фосфорит минералдары құрамында және топырақ шіріндісінде, органикалық қосындыларда кездеседі.топырақта фосфор - фосфор қышқылының тұздары фосфаттар түрінде болады Na мен Caбір фосфаты NaHPO4, Ca(H2PO4)2, натрий мен калций екі фосфаты Na2HPO4, CaHPO4.2H2O, натрий мен калций үш фосфаты - Ca3(PO4)2, Na3PO4. Топырақта көбінесе суда еритін, өсімдікке сіңімді Сa(H2PO4)2 түрі болуы қажет.
Тау жыныстарындағы химиялық элементтердің кларк үлестеріне байланысты олар үш топқа бөлінеді:
1.Мол элементтер, кларк көрсеткіштері - n10-n10-2
2.Аз элементтер, кларк көрсеткіштері - n10-2 - n10-3
3.Өте аз элементтер, кларк көрсеткіштері n10-3- n10-5
Тау жыныстарының орташа химиялық құрамы, % есебінен (А.П.Виноградов, 1962: М.А.Глазовская, 1981 оқулығынан).
Мол элементтер (n10-n10-2)
О - 47 Ca - 3,29 Ti - 0,45 F - 0,06 C - 0,023
Si - 29 Na - 2,5 H - 0,15 S - 0,047 Ci - 0,017
Al - 8,05 K - 2,5 Mn - 0,10 Sr - 0,035 Zr - 0,017
Fe - 4,7 Mg - 1,87 P - 0,10
Аз элементтер (n10-3 -n10-5)
Li, Be, B, N, Se, Y,Cr, Ni, Cu, Zn, Co Pb,Gd, Nb,V, La Nd, Th Rb, Ge, As, Br, Mo, Sn, Cs, W, U, Cd, Sn, Sb, I.
Өте аз элементтер (n(10-5)
Se, Pd, Ag, Te, Re, Au, Hg, Bi, Rd т.б.
Сонымен тау жыныстарындағы негізгі элементтерді O, Si, Al - құрайды, олар 84,05% алады. Оларға тағы Fe, Ca, Na, K мен Mg-ді қоссақ, сегіз элементтердің үлесіне тау жыныстарының 98,87% тиеді. Ал енді оларға қалған 10 элементтерді қосса, барлығының мөлшері 99,82% құрады. Бұл элементтердің барлығының (18) мол элементтер аттарына ие болғандарымен, тау жыныстары құрамындағы үлестерінің алшақтығын көрсетеді. Азл аз элементтер мен өте аз элементтер (78) тау жыныстарының үлесіне бар болғаны 0,18% қана тиеді. Дегенмен тау жыныстарында, одан түзілген топырақтарда майда элементтердің үлестері өте аз болғанымен, олардың тірі организмдердің тіршіәлігі үшін маңызы үлкен. Топырақтар түзілу құбылыстары нәтижесінде жалпы тау жыныстарының құрымын сақтай отырып, оған көптеген элементтердің клактары жөнінде өзгерістер енгізеді. Мәселен, топырақтағы оттегі мөлшері тау жыныстарындағы 47% орнына 55%, сутегі 0,15% орнына 5%, көміртегі 0,023% орнына -0,1%, фосфор 0,1% орнына 0,5% т.б.
Жер бетіне жақын ауаның химиялық құрамы. Топырақты түзуші тау жыныстарының құрамымен салыстырғанда топырақ бетіндегі ауаның құрамы, ондағы кездесетін аз элементтердің қатынас мөлшері өте алшақ.
Жер бетіне жақын ауаның орташа химиялық құрамы,% (М.А.Глазовская, 1981 бойынша)
N - 75,51 Ne - 1,310-5 N2O - 1,510-4
O - 23,15 He - 7,210-5 H2 - 310-6
Ar - 1,28 CH4 - 1,210-4 Xe - 1,810-5
CO2 - 0,046 Kr - 2,910-4 O3 - 3,610-6
Келтірілген мәліметтерден азот жер қыртысында аз элементтер қатарында болса, ауа құрамында ол негізгі құраушы элемент. Ауадағы азот - топыраққа берілетін азоттың негізгі көзі. Ол биологиялық тірі организмдерге қажетті белок түзетін элемент. Топыраққа ол ауадан түсетін ылғалдар және ауадан азотты сіңіретін микроорганизмдер арқылы келеді. Ауаның құрамындағы екінші негізгі элемент - оттегі. Онымен тотықтандыру реакциялары, соған байланысты тау жыныстарының үгілуі мен топырақ түзілу құбылыстары тікелей байланысты. Ауа құрамындағы өте аз элемент - озон, ол өте белсенді тотықтырғыш. Жасыл өсімдіктер үшін және топырақ түзуде ауадағы көмір қышқыл газының маңызы ерекше. Жасыл өсімдіктердің жапырағы арқылы фотосинтез жүреді. Осының нәтижесінде көмір қышқыл газындағы көміртегі өсімдіктердің барлық органикалық бөліктерін шіріп-ыдырау құбылыстарынан пайда болған топырақтың қара шіріндісінде (гумус) көміртегінің үлесі - 58%, ол негізінен ауадағы көмірқышқыл газынан түседі. Жер бетіндегі және топырақ кеуектеріндегі көмірқышқыл газы (CO2 + H2O =H2CO3) ылғалымен қосылып көмір қышқылын түзеді, ал ол қышқыл жер қыртысындағы, топырақтағы басқа әр түрлі химиялық элементтер мен қосылып, түрлі реакциялар жүруі арқылы карбонатты тұздар түзеді.
Тірі заттардың химиялық құрамы. Жер қыртысындағы, судағы және бетіне жақын, ауадағы элементтер тірі организмдермен (ағзалармен) сіңіріліп, қайтадан топталып, топыраққа бастапқы жағдайларына қарағанда басқа түр мен арақатынас күйінде қайтарылады. Тірі ағзалардың орташа химиялық құрамы. (А.П.Виноградов, 1954. М.А.Глазовская, 1981 бойынша)
Мол элементтер (n10-n10-2)
O - 70 N - 0,3 S - 0,05
C - 18 Si - 0,2 Na - 0,02
H - 10,5 Mg - 0,04 Cl - 0,02
Ca - 0,5 P - 0,07 Fe - 0,01
K - 0,3
Аз элементтер.(n10-3 - n10-5)
n10-5 - Al, Ba, Sr, Mn, D, Th, P
n10-4 - Ti, F, Zn, Pb, Cu, Y, Cr, Br, Ge
n10-5 - Ni, Pb, Sn, As, Co, Li, Mo, Y, Cs
Өте аз элементтер n10-5
Se, U, Hg, Ra.
Келтірілген мәліметтер тірі ағзалар негізінен үш элементтен (оттегі, көміртегі, сутегі) тұратыные көрсетеді, олардың қосындысы бүкіл тірі ағзалардың құрамының 98,5% - ын құрады. Азот мөлшері-0,3%, ал бактериялар құрамында олардың мөлшері бірнеше процентке жетеді. Тірі организмдерде оларды өртегеннен кейін немесе ыдырағаннан қалатын күлде де элементтер бар. Олардың орташа көлемі - 1,5%, алайда ол тірі ағзалардың қай алқаптарға орналасуына байланысты. Күлдік элементтердің мөлшері 5-7%, ал кейбір сор топырақта өсетін өсімдіктер құрамында 20-25%-ға жетеді. Өсімдіктер мен жануарлар химиялық элементтерді өздерінің биологиялық қажеттілігіне байланысты таңдап сіңіреді. Сондықтан күлдік пішіндегі элементтер құрамы жер қыртысындағы элементтерге қарағанда тіпті өзгеше. Тау жынысынан немесе топырақтан тірі организмдердің жэлементтерді биологиялық сіңіру белсенділігі Б.П.Полынов пен А.И.Перельманның енгізген сіңірудің биологиялық коэфициенті арқылы анықталады. Бұл коэффицент өсімдік күліндегі элемент топырақтағы немесе тау жынысындағы элементке қатынасынан алынады. Осы арқылы белсенділігі анықталады.
Биологиялық сіңірудің белсенділік қатары (А.И.Перельман, 1972, М.А.Глазовская, 1981 бойынша)
Белсенді жиналатындар - P, S, J, Cl
Көбірек жиналатындар - K, Ca, Mg, Na, Sr, b, Zn, Ag7
Нашарлау жиналатындар - Mn, Ba, Cu, Ni, Co, Mj, As, Cd, Be, Hg, Se7
Нашар жиналатындар - Fe, Si, F, Rb, V, Li, Y, Cs7
Өте нашар жиналатындар - Ti, Cr, Pb, Al6 U, Zr.
Сонымен өсімдіктер күлінде кездесетін элементтер, олардың таңдамалы сіңірулерінің нәтижесінде тау жыныстарындағы элементтерге қарағанда өзгеше болады. Мәселен, өсімдік күлінде P, S ондаған тіпті жүздлеген есе K, Ca, Mg және I, B, Zn, Ag тау жынысындағы мөлшеріне қарағанда бірнеше есе көп. Керісінше өсімдік күлінде, тау жынысында көп тараған Si,Al және Fe сияқты, мол элементтер тым аз. Осы жағдайларды ескере отырып, жер қыртысы құрамындағы атомдарды қайта топталады, бұл жағдай биосфераның геохимиясы үшін де, биосфераның ең тірі заттар мол тарағанбөлігі - топырақ үшін де маңызды. Бұл топыраққа, оның жоғарғы қабаттарының химиялық құрамына, әсіресе топырақтың органикалық заттармен толығуына ықпал етеді. Сонымен тірі организмдер топырақ құрамын алғашқы тау жыныстары құрамына қарағанда тіпті өзгертеді. Осындай материалдық негіздерден түзілген топырақтар, жалпы солардың химиялық құрамын сақтайды.
Макроэлементтер ағза массасының 99% құрайды және ағзада 0,01%-дан артық мөлшерде кездеседі. Микроэлементтердің құрамы 0,001-0,00001% аралығында, ультрамикроэлементтер - 0,00001%-дан аз болады. Ағзадағы эссенциалды микроэлементтердің ролі зор. Олар, көмірсулар, белоктар және нуклеин қышқылдарының синтезделуі мен ыдырау реакцияларын қоса алғанда, тотығу-тотықсыздану реакцияларының реттелуі, жасушалық тыныс алу, т.б. түрлі зат алмасу үрдістеріне қатысатын көптеген ферменттер, гормондар мен дәрумендердің құрамына кіреді. Оның үстіне, олардың қолайлы әсері белгілі мөлшерлері аралығында ғана байқалады, ал артық және жеткіліксіз мөлшерде болса, керісінше, зиянды әсер етеді. Уытты микроэлементтердің әсері белгілі бір табалдырықтық дозадан асқан кезде байқалады, төмен деңгейілері биологиялық әсер етпейді. Әр түрлі аймақтардағы топырақтың химиялық құрамы бірдей болмайды, өйткені, бұл көрсеткіштер сол аудандардағы геологиялық және топырақ түзілу үрдістерінің ерекшеліктеріне байланысты қалыптасады. Осыған байланысты, кейбір аудандарда микроэлементтердің белгілі бір түрлері артық мөлшерде болса, ал екіншілерінде керісінше, олардың жетіспеушілігі байқалады. Осындай табиғи биогеохимиялық провинциялардың тұрғындарында топырақта және осыған байланысты қоршаған ортаның басқа да нысандыранда микроэлементтердің жетіспеушілігі немесе артық мөлшерде болуына байланысты туындайтын түрлі эндемиялық аурулар байқалады. Аномалиялық биогеохимиялық провинциялар туралы ілімнің негізін салушы академик А.П.Виноградов болды. Организмдердің химиялық құрамы мен жер қыртысының химиялық құрамы арасындағы тығыз байланысты дәлелдеген В.И.Вернадскийдің еңбектерін негізге ала отырып, ол жер шарының әр түрлі аудандарында химиялық элементтердің біркелкі таралмағандығын және сол территориядағы тұрғындарда спецификалық патологияның дамуында биогеохимиялық провинциялардың элементтік құрамының маңыздылығын анықтады.
Микроэлементтер. Кейбір химиялық элементтердің мөлшері топырақта өте аз ((n10-3) болғандықтан, оларды: бор, молибден, мыс, жез, марганец, кобальт, мырыш, иод, фторды (B, Mn, Mo, Cu, I, F) т.б. жеке топқа жатқызады. Микроэлементтер өсімдіктерге қоректік элемент ретінде тікелей сіңбейді, олар қоректік элементтермен бірге сіңіріледі және тірі организмдердің ферменттік құрамына кіреді де топыраққа биохимиялық алмасу процестерін жеделдетеді. Өсімдіктер өнімі мен оның сапасының және топырақтағы микроэлементтер мөлшерлерінің арасында тікелей байланыс бар. Топырақта микроэлементтердің жетіспеуінен өсімдіктердің өнімі де, сапасы да төмендеп, тіпті ауруға шалдығады. Микроэлементтер жетіспесе немесе артық мөлшерде болса, онда ондай топырақты биохимиялық зарарлы эпидемия провинциялары деп атайды. Бұл табиғи факторлармен қатар, техногендік ластану, тыңайтқыштарды артық қолдану салдарынан болуы мүмкін. Топырақтағы микроэлементтердің мөлшері олардың топырақ түзуші аналық жынысындағы бастапқы мөлшерлеріне байланысты. Гумус белсенді түрде жиналатын процестерде микроэлементтер топырақтың беткі қабатында мол болады, ал шайылу процесі басым болған топырақтарда едәуір аз болады.
Топырақтың табиғи химиялық құрамының гигиеналық маңызы.
Топырақтың химиялық құрамы алуан түрлі, оған, жоғарыда көрсетілгендей, минералды және органикалық қосылыстар ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz