Магнитная восприимчивость почв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ПОЧВ

Магнитная восприимчивость является физическим свойством почв и характеризует  их способность намагничиваться. Величина магнитной восприимчивости почв в первую очередь зависит от содержания в них сильномагнитных оксидов  железа, к которым относятся магнетит и маггенит. В почвах с высокими значениями удельной магнитной восприимчивости в значительных количествах содержатся сильномагнитные крупнокристаллические  частицы магнетита и маггемита. Профильное распределение магнитной восприимчивости определяется типом почв, геохимическими особенностями местности, характером и степенью техногенного воздействия на почвенный покров. Максимум магнитной восприимчивости всегда отмечается в верхних горизонтах, менее выражено ее увеличение в иллювиальных горизонтах, минимальное значение наблюдается в элювиальных горизонтах и породе. Основной вклад в магнитную восприимчивость почв с высокой удельной поверхностью вносят крупные изометрические и окатанные литогенные частичы магнетита.

Изучению магнитной восприимчивости  почв Среднего Предуралья посвещено множество работ. В результате изучения профильного распределения магнитной восприимчивости выявлены морфотипичные магнитные профили преобладающих типов почв Среднего Предуралья. Исследователями предложено использовать магнитную восприимчивость как информативный показатель при диагностике типов почв, составления рекомендаций для рационального использования почв сельскохозяйственного назначения (определение степени окультуренности, балла бонитета, нуждаемости известкования и т д).

Начиная с конца 80-х годов прошлого века, исследование магнитной восприимчивости  почв все чаще стали применять  для изучения их техногенной загрязненности тяжелыми металлами. Загрязненные тяжелыми металлами почвы на территориях  техногеохимических  аномалий имеют повышенные значения магнитной восприимчивости [ 26, 55, 105, 252, 281 ]. По величине магнитной восприимчивости в почвах можно диагностировать наличие ферримагнитных и парамагнитных ионов таких тяжелых металлов, как Mn,Cr и Ni [95]. Так было установлено, что на юге Западной Сибири (Новосибирская область) объемная магнитная восприимчивость почв фоновых территории составляет 20×   СИ, а на участках с повышенным загрязнением тяжелыми металлами она равна 30×   СИ. Аномальные участки  характеризовались значениями 60×   СИ. Магнитная восприимчивость почв с максимальным уровнем загрязнения тяжелыми металлами достигает значения 300×      СИ [230]. Принципиальное отличие почв техногенно- загрязненных районов от почв вне зоны техногенного воздействия были установлены О. А. Миковым [156]. По полученным автором данным, участки с максимальными значениями магнитной восприимчивости почв приурочены к аномалиям содержания тяжелых металлов в почвах. О. А. Страдина [203] на почвах Удмуртии установила аналогичный характер распределения по профилю магнитной восприимчивости и содержания тяжелых металлов. Магнитная восприимчивость загрязненных тяжелыми металлами почв Удмуртии имеет тесную связь с содержанием Pb, Cu, Zn, Cr и Ni.

Таким образом идентификация техногенных оксидов железа в районе металлургических предприятий может быть осуществлена методом определения магнитной восп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ ПО МАГНИТНЫМ  СВОЙСТВАМ

Количественный и качественный состав ферромагнитных компонентов в почвах изменяется и зависит прежде всего от процесса почвообразования. Поэтому величина площади и форма петель магнитного гистерезиса верхних горизонтов почв, а также изменение этих петель по генетическим горизонтам характерны для каждого типа почв . Развитие дернового процесса почвообразования способствует расширению гистерезисной петли, что связано с образованием в почве ферромагнитных минералов с высокой магнитной восприимчивостью. При развитии подзолистого и глеевого процессов почвообразования гистерезисная петля сужается, практически вырождаясь в прямую, как у парамагнетиков. Магнитная восприимчивость легко определяется с помощью специальных приборов (ИМВ-2, ИПК-2 и др.) как в полевых, так и в лабораторных условиях, без применения каких-либо химических анализов. Для этого достаточно привести в контактное соприкосновение рабочую поверхность датчика прибора с поверхностью почвенного образца. Значения магнитной восприимчивости, выраженные в единицах СИ, считывают со шкалы прибора.

Во многих случаях необходимо рассчитывать еще один показатель магнитных свойств  почв — удельную магнитную восприимчивость:

где р — плотность почвы.

Типы и подтипы почв сформировавшиеся на тех или иных материнских породах, имеют определенные для них значения магнитной восприимчивости верхних гумусовых (пахотных) горизонтов, обусловленные почвообразовательными процессами, в результате которых изменяется магнитная восприимчивость ферромагнитных компонентов почв. Например, значения магнитной восприимчивости пахотного горизонта дерново-подзолистых суглинистых почв восточноевропейской части России колеблются в пределах (40,3 ±14,3) Ю-5 единиц СИ, а дерново-карбонатных — соответственно (68,5 ± 18,7) Ю-5 единиц СИ.

Величины магнитной восприимчивости  для верхних гумусовых (пахотных) горизонтов автоморфных почв отражают зональные и региональные особенности  почвообразования, которые в большой  степени зависят от интенсивности  и качественной направленности гумусово-аккумулятивного  процесса, в результате которого происходят количественные и качественные изменения  ферромагнитных минералов. Значения магнитной восприимчивости становятся выше от дерново-подзолистых к серым лесным почвам. Черноземы имеют наиболее высокие значения ае, в каштановых почвах величины ж ниже, они еще ниже у сероземов.

На снижение значений ае заметно влияют процессы оподзоли-вания и оглеения, еще более — гранулометрический состав, развитие плоскостной водной эрозии и наличие свободных карбонатов.

Каждый тип и подтип почвы  характеризуется своим магнитным  профилем, т. е. закономерностями изменения  магнитной восприимчивости по генетическим горизонтам. Для примера на рисунке 10 приведены профили магнитной  восприимчивости дерново-подзолистой  и дерново-карбонатной почв. Профильную кривую магнитной восприимчивости  в основном определяет илистая фракция, в которой сосредоточены в  дисперсном состоянии ферромагнитные минералы.

На основе измерений магнитной  восприимчивости разработаны магнитометрические способы диагностики почв, определения  их качественных показателей и производительности.