Трансформация выщелоченных черноземов

Карбонаты нижних горизонтов лесостепных черноземов вступают во взаимодействие с серной кислотой фильтрационных вод по схеме: СаС0₃ + H₂S0₄ +70 = CaS0₄ + Н₂0 + С0₂, в результате чего они частично замещаются гипсом.

Если участие твердофазного угольного субстрата в техногенно измененных дерново-подзолистых почвах отчетливо проявляется в морфологических признаках горизонтов, то в трансформированных черноземах оно слабо заметно в материале темных аккумулятивно-гумусовых горизонтов. Как и в дерново-подзолистых почвах, в черноземах в сфере влияния отвалов происходят процессы уплотнения, деградации структуры, обуглероживания органического вещества, подкисления, усиления лессиважа и обеднения биоты. Уплотнение, вплоть до появления элементов слитизации, связано с поступлением тонкодисперсного угольного материала, заполняющего поры, погребением почв под слоем техногенного делювия, обесструктуриванием. На структурные перестройки влияют и физико-химические процессы - следствия подкисления и соответствующих изменений состава поглощающего комплекса. Соотношение между названными процессами зависит от положения почвы относительно отвала и техногенных потоков (табл. 7.2).

Таблица 7.2

Тренды изменений свойств выщелоченных черноземов под влиянием добычи сернистых углей (по Солнцевой с соавт., 1992)

Вместе с тем, в выщелоченных и оподзоленных черноземах происходят изменения, не только затрагивающие отдельные свойства горизонтов, но и влияющие на строение профиля в целом. В первую очередь, происходит разложение карбонатов кислыми растворами, так что характерный для типа черноземов аккумулятивно-карбонатный горизонт слабо выражен или смещается в глубокие части профиля. На его месте формируется метаморфический горизонт, осложненный процессами партлю- вации: хорошо развиты иллювиальные кутаны, состоящие из глинистогумусовых и угольных слоев.

Пос тупление в почвенную толщу фильтрационных вод, обогащенных сульфатами, приводит к формированию гипсовых новообразований, не характерных для фоновых лесостепных черноземов. Интенсификация процессов выветривания проявляется также в освобождении свободных форм алюминия, так что в почвах и техногенных грунтах вблизи терриконов появляются пятна сульфатных алюмо-железистых (квасцовых) солончаков.

Наконец, изменения гидрологического режима территорий, прилежащих к отвалу, а также появление просадок в отдалении от него стимулируют развитие процессов оглеения и олуговения черноземов.

Таким образом, влияние кислых растворов и привнесенного специфического твердофазного субстрата вызывает изменения в строении профиля выщелоченных черноземов и свойств отдельных его горизонтов. По сравнению с дерново-подзолистыми почвами, испытавшими воздействие аналогичных химических загрязнителей, черноземы оказываются измененными не только на количественном уровне, но и на качественном, что соответствует представлениям о

совместимосги/несовместимости воздействий и исходных почвенных свойств.

В случае черноземов техногенные факторы как бы «противодействуют» природным процессам, изменяя естественный ход почвообразования в двух различных направлениях. Одно из них можно условно назвать «кислым гумидным», и оно заключается в подкислении, усилении лесси- важа, развитии ненасыщенное™, дскарбонатизации. Второе - огипсова- ние и засоление, свойственное более южным почвам. Оба направления преобразований в сумме проявляются в трансформирующей эволюции по В.О. Таргульяну.

В классификационном отношении результаты трансформирующей эволюции проявляются в превращении черноземов вхемоземы, поскольку изменилась генетическая принадлежность почв: черноземы выщелоченные превратились в бескарбонатные, огипсованные, глееватые, а при интенсивном развитии декарбонатизации они вообще не могут быть отнесены к черноземам, как не имеющие аккумулятивно-карбонатного горизонта ВСА. Если техногенные воздействия приводят к трансформации химических свойств отдельных горизонтов, например гумусово-аккумулятивного, со сдвигом pH в кислую сторону на 1-2 единицы, и ненасы- щенности до 30-50%, а также к обуглероживанию, то почвы могут быть отнесены к хемо-черноземам. Вместе с тем, как и в сфере влияния любых других горных разработок, разнообразие техногенно модифицированных почв усугубляется различного рода механическими нарушениями, погребением, наложенными на разные исходные почвы автономных и подчиненных позиций.

Итак, трансформация почв под влиянием добычи сернистых углей имеет ряд специфических особенностей, связанных с высокой агрессивностью кислых растворов.

В гумидных слабокислых почвах усиливаются элювиально-иллювиальные процессы, подкисление, ожелезнение, т.е. происходит гипертрофированное развитие почвенных процессов, свойственных данной зоне. Трансформированные почвы классифицируются как хемоподзо- листые и хемоземы.

В ссмигумидных нейтральных почвах имеет место подкисление, активное выщелачивание карбонатов и огипсование, т.е. явления, не характерные для данной зоны. В классификационном отношении почвы определяются как хемочерноземы и хемоземы.

Во всех почвах протекают техногенно обусловленные процессы уплотнения-усадки, изменения органопрофиля - обуглероживание и потечность гумусовых соединений. Выраженность и формы химических преобразований варьируют в зависимости от их продолжительности и удаления объектов от источника загрязнения.