[ Pobierz całość w formacie PDF ]
wpływa na szereg innych właściwości jak np. trwałość struktur, charakter połączeń
próchnicznych, aktywność mikrobiologiczną czy enzymatyczną .
Tabela 7.1
Orientacyjne przedziały pH sprzyjające wzrostowi najważniejszych drzew i krzewów leśnych
(wg Iwanowa i in.1966)
Tabela 7.2
Optymalne i tolerowane zakresy pH dla niektórych roślin uprawnych [ wg Gorlach E. i in.2001]
Rys. 7.1 Wykres przedstawiający zależności pomiędzy pH gleby mineralnej a aktywnością mikroorganizmów i
przyswajalnością składników pokarmowych. Szerokość pasów odpowiada strefom maksymalnej aktywności
lub przyswajalności (za H. Buckman, N. Brady )
49
7.1.2. Neutralizacja
W pracach rekultywacyjnych musi się dość często regulować odczyn utworów, by
doprowadzić go do przedziałów gwarantujących prawidłowy wzrost zalecanej do
wprowadzenia roślinności. Na przykład niektóre fragmenty gleb na polach górniczych
otworowych kopalń siarki posiadały odczyn ekstremalnie toksycznie kwaśny o wartości pH
nawet 1,5. Podobnie toksycznie kwaśnym odczynem mogą cechować się niektóre utwory
przywęglowe. yródłem nadmiaru jonów wodorowych jest w tych przypadkach głównie kwas
siarkowy powstający w wyniku utlenienia siarki bądz siarczków.
Skrajnie zasadowy odczyn posiadają w naszym klimacie wyłącznie gleby skażone jak
np. pola górnicze kopalń soli czy odpady przemysłu sodowego, na których notowano odczyn
nawet powyżej odczynu bardzo zasadowego o pH dochodzącym do wartości 12.
Najczęściej jednak przeprowadza się neutralizację utworów silnie kwaśnych lub
wykonuje się tzw. neutralizację wyprzedzającą dla zabezpieczenia utworów przed
szkodliwym zakwaszeniem, gdy przewiduje się wystąpienie silnego czynnika
zakwaszającego. Zastosowanie neutralizacji wyprzedzającej ma zabezpieczyć utwory przed
destruktywnym działaniem silnych kwasów (mineralizacja związków organicznych, rozkład
minerałów ilastych, peptyzacja koloidów, niszczenie struktur itp.).
Istnieje szereg metod pozwalających na określenie stopnia zakwaszenia, przy czym
niektóre z nich są metodami trudnymi (konieczność posiadania dobrze wyposażonego
laboratorium i odpowiedniej kadry) lub są metodami czasochłonnymi. W tabeli 7.3 podano
niektóre metody oceny stopnia zakwaszenia i określenia potrzeb wapnowania dla usunięcia
toksycznej kwasowości.
Tabela 7.3
Metody laboratoryjne określania potrzeb wapnowania lub stopnia zakwaszenia. [ wg.Fotyma, Gosek
93]
Metoda Założenia testu Uwagi
Inkubacyjna optymalna wartość pH pracochłonna i długotrwała
Krzywej buforowej optymalna wartość pH długotrwała i wymaga
specjalnej aparatury
Z buforami (pojedynczy i optymalna wartość pH szybka i prosta, powszechna
podwójny) w USA
Pomiar kwasowości likwidacja określonej części Hh prosta, stosowana w
hydrolitycznej Hh doświadczalnictwie i
rolnictwie
Pomiar kwasowości likwidacja glinu wymiennego prosta, rzadko stosowana
wymiennej Hw
Pomiar pH i składu optymalna wartość pH prosta, powszechna w
granulometrycznego Europie
Pomiar stopnia osiągnięcie optymalnego pracochłonna, w teorii
wysycenia kompleksu wysycenia kompleksu jonami bardzo dobra
sorpcyjnego Ca2+ i Mg2+
Metoda inkubacyjna wiąże się z koniecznością przeprowadzenia doświadczeń, by w
czasie rzeczywistym oznaczyć zmianę odczynu zachodzącą w określonych warunkach
50
wilgotnościowych. Wyniki oznaczeń bardzo dokładne, jednak jest to metoda pracochłonna i
długotrwała. Również metodą inkubacji (doświadczeń wazonowych) sprawdza się najczęściej
skuteczność zastosowanych metod neutralizacyjnych z równoczesną oceną przydatności
proponowanych gatunków roślinności testowanej do wprowadzenia na tereny
zneutralizowane. Aączne doświadczenia wazonowe pozwalają na opracowanie metod
naprawczych dla utworów bardzo trudnych i trudnych, dla których wyniki oznaczeń
laboratoryjnych mogą być niewystarczające lub nawet zawodne. Następnym etapem
kontrolnym są doświadczenia polowe w skali półwdrożeniowej przeprowadzone
bezpośrednio w terenie.
Pomiar wartości pH pozwala poznać wyłącznie kwasowość czynną i wymienną. Nie
można na tej podstawie obliczyć dawki neutralizatora, bowiem dawka uzależniona jest od
tzw. zdolności buforowej analizowanych utworów. Oznaczenie krzywej buforowej wymaga
dodatkowych analiz lub może być określone w przybliżeniu na podstawie składu
granulometrycznego. Opracowywane są również diagramy pozwalające obliczyć dawkę
neutralizatora uzależnioną od wartości pH i rodzaju utworu, np. dla piasku gliniastego
mocnego przy pH 4,5. Należy jednak zaznaczyć, że podane metody obarczone mogą być dość
dużym błędem zwłaszcza w przypadku utworów o specyficznej budowie mineralogicznej czy
nietypowym składzie chemicznym i bez oznaczenia dla nich krzywych buforowych, metody
pośrednie mogą dać wyniki znacznie odbiegające od rzeczywistych właściwości.
W Polsce, w początkowym okresie podejmowania działalności rekultywacyjnej
stopień zakwaszenia ustalano na podstawie wyników badań pH, a dawki neutralizatora na
podstawie wartości kwasowości hydrolitycznej, a więc wykorzystywano w pełni metodyki [ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl rafalstec.xlx.pl
wpływa na szereg innych właściwości jak np. trwałość struktur, charakter połączeń
próchnicznych, aktywność mikrobiologiczną czy enzymatyczną .
Tabela 7.1
Orientacyjne przedziały pH sprzyjające wzrostowi najważniejszych drzew i krzewów leśnych
(wg Iwanowa i in.1966)
Tabela 7.2
Optymalne i tolerowane zakresy pH dla niektórych roślin uprawnych [ wg Gorlach E. i in.2001]
Rys. 7.1 Wykres przedstawiający zależności pomiędzy pH gleby mineralnej a aktywnością mikroorganizmów i
przyswajalnością składników pokarmowych. Szerokość pasów odpowiada strefom maksymalnej aktywności
lub przyswajalności (za H. Buckman, N. Brady )
49
7.1.2. Neutralizacja
W pracach rekultywacyjnych musi się dość często regulować odczyn utworów, by
doprowadzić go do przedziałów gwarantujących prawidłowy wzrost zalecanej do
wprowadzenia roślinności. Na przykład niektóre fragmenty gleb na polach górniczych
otworowych kopalń siarki posiadały odczyn ekstremalnie toksycznie kwaśny o wartości pH
nawet 1,5. Podobnie toksycznie kwaśnym odczynem mogą cechować się niektóre utwory
przywęglowe. yródłem nadmiaru jonów wodorowych jest w tych przypadkach głównie kwas
siarkowy powstający w wyniku utlenienia siarki bądz siarczków.
Skrajnie zasadowy odczyn posiadają w naszym klimacie wyłącznie gleby skażone jak
np. pola górnicze kopalń soli czy odpady przemysłu sodowego, na których notowano odczyn
nawet powyżej odczynu bardzo zasadowego o pH dochodzącym do wartości 12.
Najczęściej jednak przeprowadza się neutralizację utworów silnie kwaśnych lub
wykonuje się tzw. neutralizację wyprzedzającą dla zabezpieczenia utworów przed
szkodliwym zakwaszeniem, gdy przewiduje się wystąpienie silnego czynnika
zakwaszającego. Zastosowanie neutralizacji wyprzedzającej ma zabezpieczyć utwory przed
destruktywnym działaniem silnych kwasów (mineralizacja związków organicznych, rozkład
minerałów ilastych, peptyzacja koloidów, niszczenie struktur itp.).
Istnieje szereg metod pozwalających na określenie stopnia zakwaszenia, przy czym
niektóre z nich są metodami trudnymi (konieczność posiadania dobrze wyposażonego
laboratorium i odpowiedniej kadry) lub są metodami czasochłonnymi. W tabeli 7.3 podano
niektóre metody oceny stopnia zakwaszenia i określenia potrzeb wapnowania dla usunięcia
toksycznej kwasowości.
Tabela 7.3
Metody laboratoryjne określania potrzeb wapnowania lub stopnia zakwaszenia. [ wg.Fotyma, Gosek
93]
Metoda Założenia testu Uwagi
Inkubacyjna optymalna wartość pH pracochłonna i długotrwała
Krzywej buforowej optymalna wartość pH długotrwała i wymaga
specjalnej aparatury
Z buforami (pojedynczy i optymalna wartość pH szybka i prosta, powszechna
podwójny) w USA
Pomiar kwasowości likwidacja określonej części Hh prosta, stosowana w
hydrolitycznej Hh doświadczalnictwie i
rolnictwie
Pomiar kwasowości likwidacja glinu wymiennego prosta, rzadko stosowana
wymiennej Hw
Pomiar pH i składu optymalna wartość pH prosta, powszechna w
granulometrycznego Europie
Pomiar stopnia osiągnięcie optymalnego pracochłonna, w teorii
wysycenia kompleksu wysycenia kompleksu jonami bardzo dobra
sorpcyjnego Ca2+ i Mg2+
Metoda inkubacyjna wiąże się z koniecznością przeprowadzenia doświadczeń, by w
czasie rzeczywistym oznaczyć zmianę odczynu zachodzącą w określonych warunkach
50
wilgotnościowych. Wyniki oznaczeń bardzo dokładne, jednak jest to metoda pracochłonna i
długotrwała. Również metodą inkubacji (doświadczeń wazonowych) sprawdza się najczęściej
skuteczność zastosowanych metod neutralizacyjnych z równoczesną oceną przydatności
proponowanych gatunków roślinności testowanej do wprowadzenia na tereny
zneutralizowane. Aączne doświadczenia wazonowe pozwalają na opracowanie metod
naprawczych dla utworów bardzo trudnych i trudnych, dla których wyniki oznaczeń
laboratoryjnych mogą być niewystarczające lub nawet zawodne. Następnym etapem
kontrolnym są doświadczenia polowe w skali półwdrożeniowej przeprowadzone
bezpośrednio w terenie.
Pomiar wartości pH pozwala poznać wyłącznie kwasowość czynną i wymienną. Nie
można na tej podstawie obliczyć dawki neutralizatora, bowiem dawka uzależniona jest od
tzw. zdolności buforowej analizowanych utworów. Oznaczenie krzywej buforowej wymaga
dodatkowych analiz lub może być określone w przybliżeniu na podstawie składu
granulometrycznego. Opracowywane są również diagramy pozwalające obliczyć dawkę
neutralizatora uzależnioną od wartości pH i rodzaju utworu, np. dla piasku gliniastego
mocnego przy pH 4,5. Należy jednak zaznaczyć, że podane metody obarczone mogą być dość
dużym błędem zwłaszcza w przypadku utworów o specyficznej budowie mineralogicznej czy
nietypowym składzie chemicznym i bez oznaczenia dla nich krzywych buforowych, metody
pośrednie mogą dać wyniki znacznie odbiegające od rzeczywistych właściwości.
W Polsce, w początkowym okresie podejmowania działalności rekultywacyjnej
stopień zakwaszenia ustalano na podstawie wyników badań pH, a dawki neutralizatora na
podstawie wartości kwasowości hydrolitycznej, a więc wykorzystywano w pełni metodyki [ Pobierz całość w formacie PDF ]