робка їх триває. Розвитку досліджень в області диференціації з'єднань вільного заліза сприяло і впровадження мікроморфологічного методу досліджень За допомогою поляризаційного мікроскопа були показані різноманіття залізовмісної плазми в грунтах і необхідність у зв'язку з цим встановлення хімічних і мінералогічних відмінностей між ними. Одночасно розвивалися і мінералого - геохімічні дослідження заліза, що призвели до виявлення нових залізистих мінералів і окислів Таким чином, кнастоящему часу вивчення різноманіття з'єднань і форм заліза ведеться мінералогічними, хімічними, рентгеноструктурний і термічними методами. Останнім часом для цих же цілей застосовується метод месбауерівської спектроскопії (Карпачевскій, Бабанін, та ін., 1972).
В історії розробки методів вивчення заліза можна виділити наступні три етапи: перший - визначення валових його кількостей і профільного розподілу в грунтах з підрозділом на окисні і закісние з'єднання; другий -мінералого - хімічне вивчення залізовмісних мінералів і розчинності вільного заліза в органо - мінеральних сполук і мінеральних кислотах (HCl, H 2 SO 4) різної концентрації; третій - діфферінцірованно мінералогічне, хімічне та спектрометричне вивчення сполук заліза із застосуванням відновлювальних і розчинюючих реагентів різної «жорсткості» для виділення його форм за ступенем окрісталлізованності та ідентифікації їх рентгеноструктурньїм і мікроморфологічного методами.
2. Вміст заліза двовалентного як ознака гідроморфізма грунтів
Серед несилікатного сполук заліза в грунтах домінують оксиди та гідроксиди. Мінерали інших класів - карбонати, сульфіди і сульфати - зустрічаються набагато рідше. Гідроксиди заліза утворюють ряд мінералів, що розрізняються термодинамічної стабільністю: це - феррігідріт Fe 2 О 3 2FeOOH 2.5Н 2 0, фероксігіт? FeOOH, лепідокрокіт? FeOOH і гетит? FeOOH.
До термодинамічно нестабільним відносять всі гідроксиди, крім гетиту, у якого вільна енергія Гіббса мінімальна. Нестабільні гідроксиди заліза несуть важливу грунтову інформацію. Поперше, ці молоді мінерали свідчать про сучасний оксідогенезе заліза. З плином часу фероксігітможет спонтанно переходити в гетит, а феррігідріт - в гематит або гетит. По-друге, присутність їх свідчить про активність в грунті гетеротрофних окислюючих мікробів. Активні ці мікроорганізми при низькому вмісті заліза в розчині і при низькій концентрації органічних кислот. Без участі мікроорганізмів при досить високій активності заліза в розчині відбувається хімічне осадження заліза з формуванням гетиту або лепідокрокіта. Іноді частинки гетиту і лепідокрокіта утворюються біогенним шляхом (Водяницький, 2003).
Вплив рН і температури вивчено досить добре. При рН 6 в умовах дефіциту протонів з феррігідріта утворюється в основному гематит, а при рН 5 - гетит. Нещодавно Швертман з соавтораміі показали, що підйом температури з + 4 ° до +25 ° С сприяє утворенню з феррігідріта гетиту. Незважаючи на близькість структур ферррігідріта і гематиту, цілком можливий перехід феррігідріта (через фазу розчинення) не в гематит, а в гетит, особливо в умовах змінного редокс-режиму. Рушійною силою такого перетворення в грунтах з застійним режимом вологості служить Fe2 +, яке виконує роль каталізатора розчинення феррігідріта з подальшим утворенням гідроксидів. У більш ускладнених модельних дослідах з феррігідрітом використовують редуктант у вигляді Fe2 +. Це радикально змінює напрямок трансформації феррігідріта. Під впливом Fe2 + знижується редокс-потенціал, що призводить до розчинення слабоупорядоченного феррігідріта і подальшого утворення набагато більш впорядкованих частинок гідроксидів: лепідокрокіта або гетиту.
Цей ефект має реальне значення для долі заліза в помірно кислих обглеєних грунтах. Тут під впливом іонів Fe2 + феррігідріт перетворюється на більш окристалізованої гетит. Таким чином, спочатку при зменшенні редокс-потенціалу Ен в гідроморфних грунті частина феррігідріта біологічно редукується до Fe2 +, а потім новообразованноеFe2 + сприяє синтезу більш окристалізованої гідроксиду - гетиту. Всі ці складні процеси перетворення форм сполук Fe можна вивчати із застосуванням електронного просвітчастої мікроскопії, поєднаної з мікродифракції електронів (Водяницький, 2003).
Важливим є питання про долю феррігідріта в грунтах підзолистого ряду. Це дуже нестійкий, ефемерний гідроксид, в результаті чого можливе перетворення його частинок в більш стабільні форми: гетит або гематит. У яку саме форму перетворюється феррігідріт в грунтах підзолистого ряду, ми визначали за кількістю зустрічаються асоціацій феррігідріт + гетит і феррігідріт + гематит raquo ;. Виявилося, що асоціація феррігідріт + гетит raquo ;, зустрічається в цих грунтах в 6 разів частіше, ніж асоціація феррігідріт + гематит raquo ;. З цього випливає, що ф...
