ється окислення і відновлення кисню і водню, сірки. Оскільки більша частина цих реакцій має біохімічну природу і найтіснішим чином пов'язана з проявом мікробіологічних процесів, то, природно, інтенсивність останніх у грунті безпосередньо впливає і на розвиток окислювально-відновних процесів [1].
Основним окислювачем в грунті виступає молекулярний кисень грунтового повітря, грунтового розчину. Тому розвиток окислювально-відновних процесів у грунтах тісно пов'язане з умовами їх аерації і, отже, залежить від усіх властивостей грунту, що визначають стан газообміну (структура, щільність, механічний склад тощо), і насамперед від вологості.
Головне умова, що визначає інтенсивність і спрямованість окисно-відновних процесів - стан зволоження та аерації грунтів, вміст в них органічної речовини і температура, при якій протікають біохімічні реакції.
Погіршення аерації в результаті підвищення вологості грунту, її ущільнення, утворення кірки та ін причин веде до зниження окислювально-відновного потенціалу. Найбільш різко він падає в грунтах при вологості, у близькій до повної вологоємності, коли порушується нормальний газообмін грунтового повітря з атмосферним. Так, різке зменшення потенціалу в гумусових горизонтах дерново-підзолистих грунтів спостерігається при зволоженні грунту вище 90% її повної вологоємності. При підвищенні вологості від 10 до 90% повної вологоємності зниження потенціалу йде повільно і поступово [4].
І.П. Гречин в модельних дослідах встановив, що при пропущенні через грунт газової суміші з 99,5% азоту і 0,5% кисню спостерігається розвиток стійких відновних процесів, що супроводжуються інтенсивним відновленням нітратів і утворенням значних кількостей закису заліза. При оптимальній температурі і вологості в орному горизонті дерново-підзолистого грунту перехід від аеробних умов до анаеробних відбувається при вмісті кисню в грунтовому повітрі 2,5 - 5% [6].
Для кількісної характеристики окисно-відновного стану грунту користуються визначенням окислювально-відновного потенціалу, який відображає сумарний ефект різноманітних окисно-відновних систем грунту в даний момент.
Окислювально-відновний потенціал характеризується, по Петерсу, наступним рівнянням (мВ):
E OB=E 0 + RT / nF · ln [окисл / восст]
де R - універсальна газова стала, Дж; Т - абсолютна температура, ТК; F - число Фарадея, Кл; n - число зарядів, які переносяться однією часткою.
Як видно з рівняння, чим вище концентрація окислювача, тим більше потенціал.
Потенціал системи, в якій активність окислювача і відновника однакова і дорівнює 1, називається нормальним потенціалом окисно-відновної системи.
Окислювально-відновний потенціал стосовно водню називають Eh:
E OB=E 0 + RT / nF · ln [H +] 2 / [H 2]
Потенціал обчислюють до умовно заданої стандартному електроду; в електрохімії таким прийнятий водневий електрод. Потенціал стандартного нормального водневого електрода умовно вважають рівним нулю. Величину і знак потенціалу будь електрода, що застосовується при визначенні окислювально-відновного потенціалу системи, порівнюють з водневим електродом.
По відношенню до нормального водневог...
