Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Взаимодействие трубопроводов и почв в условиях длительной эксплуатации 7
1.1 Взаимодействия между факторами среды 8
1.2 Изменение факторов среды во времени и пространстве 9
1.3 Кислород и окислительно-восстановительный потенциал сред 9
1.4 ОВПирНсреды 11
1.5 Влажность 12
1.6 рН среды 13
1.7 Количество сульфатов 14
1.8 Органическое вещество 16
1.9 Лимитирующее количество органического вещества 20
1.10 Взаимодействие Сорг с другими факторами 20
1.11 Тем перату ра 21
1.12 Содержание ионов Fe в почве 22
1.13 Активность сопутствующей микрофлоры 23
1.14 Нарушенная почва траншей трубопроводов, как техногенная экологическая ниша СВБ и других коррозионно-агрессивных микроорганизмов 25
1.15 Применение новых методов 28
1.16 Магнитные методы контроля трубопроводов 31
1.17 Влияние микробиологических процессов на динамику окислительно-восстановительного потенциала в агрегатах суглинистых почв различных типов 45
1.18 Возможность нарушения почв при укладке труб и при функционировании 47
1.19 Катодные процессы при электрохимической коррозии 54
1.20 Гомогенные и гетерогенные пути электрохимической коррозии 55
1.21 Анодные процессы при электрохимической коррозии металлов 57
Глава II. Объекты и методы 62
2.1 Объекты 62
2.2 Методы 65
Глава III. Изменение почвы в траншее трубопровода 71
3.1. Изменение морфологии почв 71
3.2 Изменение химического состава почвы 72
3.3 Изменение физических свойств 84
Глава IV. Дефекты труб и их связь с почвенными условиями 87
Заключение 90
Выводы 92
Список литературы 94
Приложение I 100
Приложение II : 109
- Нарушенная почва траншей трубопроводов, как техногенная экологическая ниша СВБ и других коррозионно-агрессивных микроорганизмов
- Возможность нарушения почв при укладке труб и при функционировании
- Анодные процессы при электрохимической коррозии металлов
- Изменение химического состава почвы
Введение к работе
Актуальность. В последние годы антропогенное воздействие на почву, влекущее за собой разнообразные изменения ее свойств, становится все жестче. Особенно расширяются влияния на почву в результате прокладки трубопроводов (нефтяных, газовых и пр.). Возникающее при этом взаимодействие почвы и металла трубы часто становится непосредственной причиной аварий трубопроводов и загрязнения окружающей среды. Именно этим обусловлена необходимость исследования характера и закономерностей подобных взаимодействий.
Актуальность данной работы определяется возросшими масштабами экономических и экологических катастроф, обусловленных длительной эксплуатацией протяженных трубопроводных систем при отсутствии достоверных методов оценки взаимного влияния в системе «почва -трубопровод».
С точки зрения теории представляется актуальным изучение скорости восстановления свойств нарушенной почвы до равновесного состояния, а в отдельных случаях близкого к свойствам фоновой почвы.
Эти исследования имеют большое практическое и экологическое значение. Так, при аварийном отказе газопровода выгорает вся растительность в радиусе -150 метров, а почва на глубину около 5 сантиметров становится однородной остекленевшей массой. По ориентировочной оценке экспертов одной из наиболее крупных нефтегазовых компаний, прямые затраты, связанные с коррозией, составляют порядка 5% от общих затрат на эксплуатацию. Косвенные издержки, связанные с прекращением эксплуатации трубопровода, потерями продукта и загрязнением окружающей среды (нефтепродукты), могут превысить эти затраты в несколько раз. Разработка современной стратегии борьбы с коррозией является, таким образом, не только экономической, но и экологической необходимостью.
6 Цель работы: изучить изменения почвы под влиянием трубопроводов
и влияние почвы на возникновение коррозионных дефектов на
трубопроводах.
За да чи исследован ия.
Установить закономерности почвенных свойств для выявления участков трубопровода, подверженных коррозии.
Определить критерии для прогнозирования типа коррозионного процесса (локальная язвенная коррозия, коррозионное растрескивание под напряжением - КРН) на трубопроводе.
3. Определить критерии влияния системы «почва - трубопровод» на
изменение почв и их свойств в окружающей экосистеме.
4. Оценить условия функционирования сульфатвосстанавливающих
бактерий (СВБ) в местах повреждений трубопровода.
Научная новизна.
На основании анализа коррозионных повреждений на трубопроводах (повреждение изоляции, локальная и питтинговая коррозия, КРН) установлено, что вокруг трубопровода образуются участки почвы с благоприятными условиями для развития локальных коррозионных дефектов. Доказано, что наибольшее количество повреждений концентрируется на границах почвенных контуров. Показано, что большинство коррозионных дефектов трубы приурочено к участкам почвенного покрова, на которых чередуется сильное периодическое переувлажнение и иссушение. В свою очередь, под влиянием трубопровода (изменение водного, температурного и газового режимов и т.п.) происходит изменение почвы и почвенных процессов. Под нижней образующей трубопровода формируется рыхлый почвенный слой, часто с более высокой температурой и повышенной влажностью, что приводит к развитию анаэробной микрофлоры, снижению окислительно-восстановительного потенциала, образованию сероводорода.
Особый интерес представляет скорость восстановления свойств нарушенной почвы до равновесного состояния, а в отдельных случаях близкого к свойствам фоновой почвы.
Полученные в процессе исследования результаты, позволяют определять участки трубопроводов, на которых с высокой вероятностью возможно развитие интенсивных коррозионных процессов, приводящих к аварийным разрушениям трубопроводов. Показана перспективность электрического зондирования для выявления почвенных зон со свойствами, способствующими развитию коррозионных процессов. Данный метод может быть использован в геологических изысканиях при проектировании трубопроводных систем.
Определен основной критерий оценки системы «почва - трубопровод» для прогнозирования изменения свойств почв в окружающей экосистеме.
Автор диссертации приносит глубокую благодарность коллективу кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ и ООО НТЦ «Транскор-К» за помощь в исследовательской работе.
Нарушенная почва траншей трубопроводов, как техногенная экологическая ниша СВБ и других коррозионно-агрессивных микроорганизмов
Исследование СВБ в таком ареале, как польдеры Голландии (Van Delden, 1904), позволило в 30-х годах нашего века выдвинуть первые гипотезы о механизме их участия в процессах почвенной коррозии (W.Kuhr &V.derVlugt, 1934).
Исследование грунтов траншей магистральных трубопроводов, предпринятое Hadley (1939) выявило тот факт, что в местах бактериальной активности преобладают условия водонасыщения и затрудненного воздухообмена, а в ряде случаев затопления. Быстрое движение почвенной влаги в случае песка или гравия останавливает или сильно затрудняет сульфатредукцию, что отражается на числе случаев коррозионных повреждений трубопровода. Прямая связь коррозии с аэрацией почвы отмечена также в работе Denison & Romanoff (1953).
Обобщенный анализ факторов, определяющих микробиологическую активность в грунтах, представил профессор Канзасского университета д-р Harris (1963). Согласно его полевым исследованиям, наиболее важным фактором, определяющим микробиологическую активность, эффективность защитного покрытия и сам процесс коррозии, является влажность грунта. Вследствие сниженной плотности грунтовой засыпки вокруг трубы по сравнению с окружающей почвой и особенностями температурного поля трубопровода дренирующий эффект и конденсация влаги приводит к повсеместно повышенной по сравнению с почвой влажности, которая нигде не лимитировала микробиологической активности.
По данным Кульмана (1953), максимальное количество СВБ, а также наиболее сильная анаэробная коррозия с преобладанием FeS в продуктах коррозии, отмечена в почвах тяжелого механического состава. Прежде всего, это касается плотных глин, характеризующихся слабой аэрацией, недостаточным дренированием, низким электро-сопротивлением (р). Отмечено наличие оглеенных участков черного цвета вокруг включений дерна, богатых органическим веществом. Аналогична картина в нижних горизонтах кислых болотных глин. Кульман причисляет к наиболее коррозионно-агрессивным грунтам те, в которых резко выражены признаки оглеения, т.е. окрашенные в голубоватые, темно-серые и черные цвета, с весенней вспышкой сульфатредукции и, по его предположению, высокой годовой активностью сульфатредукции.
В монографии о микробиологической коррозии Booth (1971) дополняет это описание условием значительного содержания органического вещества. В подобных грунтах Харрисом (Harris, 1963) отмечено превышение количества СВБ по сравнению с почвой на 2-3 порядка. При этом СВБ всегда выделяются из проб воды, находящейся между потерявшим адгезию покрытием и поверхностью трубы. В первую очередь это происходит, вероятно, вследствие селективной колонизации поверхности металла СВБ и другой коррозионно - активной микрофлорой (Booth, 1971; Microbiological aspects of metallurgy, 1975). СВБ обычно либо находятся под защитным слоем продуктов коррозии, в частности, сульфидов железа, либо в центре бактериальной колонии. Установлено, что толщина бактериальной пленки на стенках трубопровода составляет около 150 мкм, в ее состав входит 5 10 клеток/см (Casterton et al, 1985). Поликатионная природа такой биопленки, представляющей собой ионообменную матрицу, обеспечивает оптимальные условия жизнедеятельности СВБ. Она способствует концентрации питательных веществ и ограничивает проникновение коротких молекул, например, катионных биоцидов. Кроме того, биопленка защищает СВБ от чужеродных антител, ПВА, фагоцитарных амеб (Salvarezza, Videla, 1984; Videla, 1985).
Одним из специфических факторов, воздействующих на микрофлору грунтов, является применение катодной защиты - противокоррозионное создание на подземном сооружении отрицательного по отношению к земле элекро-потенциала. Считается, что обычные для грунтов значения рН не препятствуют развитию бактерий, т.е. даже при наличии требуемого защитного потенциала "труба-земля" катодная защита оказывается неэффективной для подавления биокоррозионной агрессивности (Harris, 1963). При этом считается, что плотность катодного тока 10-160 мА/дм обеспечивает и эффективную защиту от биокоррозиошюй составляющей почвенной коррозии. В этом случае ИОЕІЬІ Н4" поступают к катоду в большем количестве, чем могут быть использованы микроорганизмами. Молекулярный водород образует защитную пленку, на поверхности металла возникает избыток гидроксильных ионов, вследствие чего среда подщелачивается до рН 9-10, что и вызывает подавление роста грибов и бактерий (Герасименко, 1984). Однако на практике отмечены случаи максимального роста СВБ в сильнощелочном водном растворе, находящемся под отслоившимся покрытием, где значение рН равнялось 11, а выживание СВБ наблюдали даже при рН 12 (Harris, 1963). Подобный уровень рН даже несколько превышает экстремальную границу, указанную для обитания СВБ в почве. Кроме того, сопряженно с рН значительно снижается окислительно-восстановительный потенциал среды, один из контролирующих сульфатредукцию факторов. Следует учесть, что появление в среде дополнительного количества Н2 может активировать СВБ, способных использовать его в качестве энергетического субстрата (Hardy, Brown, 1984). Стабильная активность сульфид-продуцирующей микрофлоры, участвующей в процессах биокоррозии, возможно, объясняется гетерогенностью бактериальной популяции, включающей помимо СВБ, еще ряд факультативно анаэробных или аэробных групп бактерий. Обнаружено еще 4 бактериальные группы, каждая из которых оказалась способной восстанавливать соединения серы, являющиеся продуктами обмена веществ предыдущей бактериальной группы. Таким образом осуществляется последовательное восстановление сульфата, сульфита, тиосульфата и элементной серы, приводящее к каскаду генераций сульфидов (Obuckwe et al., 1983).
Ведущие аналитики нефтегазовой отрасли сходятся во мнении, что для практических целей пока нет общепринятой, ясной и практически эффективной комплексной системы диагностики технического состояния подземных газопроводов, эксплуатирующихся длительное время в сложных природно-климатических условиях. Наиболее распространенными методами применяемыми при диагностике трубопроводов являются: 1. Выборочное вскрытие участков трубопроводов и контроль в отдельных точках на основе традиционных электрометрических обследований не позволяют получить достоверную информацию о состоянии металла труб по всей длине трубопровода и прогнозировать его надежность.
Возможность нарушения почв при укладке труб и при функционировании
Хелатные соединения подвижны, они легко переходят в раствор и передвигаются. Легко передвигаются также полуторные окислы под защитным действием органических и гидрофильных коллоидных пленок. При высушивании полуторные окислы могут переходить из аморфной в кристаллическую форму с образованием из гидроокиси алюминия гиббсита, из гидроокиси Fe - гётита и гематита. Обычно для определения скорости и степени оглеения измеряют окислительно-восстановительный потенциал и устанавливают присутствие Fe2+ (Ф.Р. Зайдельман, И.С. Кауричев). Выводы: 1. Скорость оглеения в условиях опыта при 25 меньше, чем при 40, что наблюдали и другие исследователи. В обоих вариантах опыта при оглеении наблюдалось выделение сероводорода; 2, Если в почве не содержатся не силикатные соединения железа и марганца, то цвет почвы от восстановительных, процессов почти не изменяется, а в их присутствии красно-бурая окраска переходит в серовато-голубоватую. Интенсивность окраски и цвет зависят от многих причин: количества железа и марганца, количества и состава органического вещества, дисперсности почв, влажности и др.; 3. Оглеение сопровождается ухудшением свойств почв: увеличением пептизации подвижных полуторных окислов, восстановленных соединений. От названных свойств зависят липкость, связность, гидрофильность, твердость в сухом состоянии; 4. Восстановительные реакции, происходящие при оглеении, являются обратимыми, но при определенных условиях -повышенной температуре на свету. От кислорода воздуха двухвалентное железо переходит в трехвалентное, а при рН водном 3,4 образуется малорастворимая гидроокись. Это соединение при высушивании стареет, кристаллизуется, способствует образованию водопрочных структурных агрегатов, цвет почвы становится красно-бурым; 5. Устранение избыточной влаги создает условия для поступления кислорода, а внесение органических удобрений, извести в кислые почвы, гипса в нейтральные является важным приемом улучшения свойств оглеенных почв (Richard L 1993)
Представляет интерес к изучению магнитных свойств почвы (В.Ф. Бабанин 1973). Показано, что магнитные характеристики помогают выделить типы и подтипы некоторых почв, диагностировать формы железа в почве, идентифицировать погребенные почвы. Наиболее изучена магнитная восприимчивость почв X. Определение X с помощью измерителя магнитной восприимчивости ИМВ-2 не трудоемко и возможно в полевых условиях. Исследования показали, что магнитная восприимчивость отражает не валовое содержание железа в почве, а только его сильномагнитные соединения: магнетит Fe304 и маггемит уРегОз. Как правило, эти минералы образуются из немагнитных окислов и гидроокислов железа под влиянием почвообразования, х гумусовых горизонтов автоморфных и полу гидроморфньгх почв всегда выше, чем почвообразующей породы.
Образование силыюмагнитных минералов возможно лишь при наличии внешнего источника энергии. Таким источником является органическое вещество почвы. Другим условием образования в почве сильномагнитных соединений железа является преобладание окислительного режима. Для мерзлотно-таежных почв А.Ф. Вадюнина и В.Ф. Бабанин установили, что изменение величины х соответствует порядку расположения почв по уровню естественного плодородия. В гор. А дерновой почвы равнялось 35 10"6, потёчно-гумусовой — 23 10 6, торфянисто-глеевой - 14 10"6. В таком же порядке уменьшается аэрация почв и возрастает количество фульвокислот. Оптимальными условиями для образования ферромагнитных окислов железа являются хорошая аэрация, высокая оструктуренность почвы, среднее или низкое содержание глинистых частиц, большое количество органического вещества. В целом магнитная восприимчивость почвы, отражающая образование сильномагнитных минералов железа в хорошо оструктурешюй и аэрированной почве, может служить дополнительным параметром, характеризующим водно-воздушные и структурные параметры почвы.
Изучена также зависимость между магнитной восприимчивостью почвы и содержанием в ней гумуса. Ранее отмечена прямая корреляционная связь между X и содержанием в почве гумуса (А.В. Горошевский 1998) В исследованной дерново-подзолистой супесчаной почве прямая зависимость между А" и гумусом сохраняется только в диапазоне содержания последнего от 1 до 2%. При дальнейшем увеличении количества гумуса в почве возрастания Хне наблюдается.
Характер соотношения магнитной восприимчивости и гумуса позволяет уяснить связь х с питательными элементами - фосфором и калием. При содержании гумуса 1,5% средняя, магнитная восприимчивость дерново-подзолистой почвы 26 10 , а при содержании гумуса 1,5% эта величина возрастает до 32 10 Л Следовательно, можно считать, что сильномагнитные участки в целом более гумифицированы, чем слабомагнитные. Так как хорошо гумусированная почва сохраняет больше вносимых минеральных удобрений, чем слабо гумусированная (особенно это относится к легким почвам), то хорошо оструктуренная сильномагнитная почва больше удерживает фосфорных и калийных удобрений, что нашло отражение в связи х с содержанием Р2О5 и К2О. Выводы: 1. Картограмма магнитной восприимчивости супесчаной дерново-подзолистой почвы отражает ее плодородие. Более плодородный участок характеризуется более высокой магнитной восприимчивостью. Среднекислая почва отличается более низкой магнитной восприимчивостью, чем почва, близкая х нейтральной. Имеется прямая зависимость между магнитной восприимчивостью почвы и содержанием в ней гумуса в диапазоне от 1 до 2%; 2. Магнитная восприимчивость почвы свидетельствует о том, что сильномагнитные минералы формируются преимущественно на возвышенности, а не в низине; 3. Летом на возвышенной части рельефа магнитная восприимчивость почвы является стабильной величиной. В понижениях рельефа величина магнитной восприимчивости в течение лета колеблется. Летняя картограмма магнитной восприимчивости не отражает магнитные свойства почвы зимой.
Необходимо также сказать и о влиянии почвы на заложенный в неё объект (в нашем случае газопровод). Одним из важных факторов коррозионной агрессивности грунтов является активность его микрофлоры (С.С. Камаева 1999). Почвенные микроорганизмы в благоприятных условиях определяют скорость многих геохимических процессов в твердой (минеральной) и газовой фазах и электролите грунта. Наиболее хорошо изученной и коррозионно-агрессивной группой почвенных бактерий являются сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ), чье присутствие, по данным отечественных и зарубежных исследователей, зафиксировано в 70-85% случаев отказов по причине почвенной коррозии.
Анодные процессы при электрохимической коррозии металлов
Причину коррозии металлов в растворах, не содержащих одноименных ионов, объясняет теория необратимых потенциалов. Эта теория рассматривает поверхность металлов как однородную, гомогенную. Основной и единственной причиной растворения (коррозии) таких металлов является термодинамическая возможность протекания анодного и катодного актов. Скорость растворения (коррозии) будет определяться кинетическими факторами. Но гомогенную поверхность металлов можно рассматривать как предельный случай, который может быть реализован, например, в жидких металлах, (ртуть и амальгамы металлов). Для твердых металлов такое допущение будет ошибочным, хотя бы потому что различные р\атомы сплава (и чистого металла) занимают различное положение в кристаллической решетке. Наиболее сильное отклонение от гомогенной конструкции будет наблюдаться при наличии в металле инородных включений, интерметалл идо в, границ зерен и т.д. В этом случае, разумеется, поверхность является гетерогенной.
Установлено, что даже при наличии на поверхности металла неоднородностей в целом поверхность остается эквипотенциальной. Таким образом неоднородность поверхностей сплава не может являться основной причиной общей коррозии металла. Наиболее существенной в подобных случаях является ионизация растворения анодной составляющей вблизи катодной составляющей, это возможно, если на поверхности металлической конструкции возникают гальванические элементы. Рассмотрим некоторые из них: неоднородность металлической фазы, обусловленная неоднородностью сплава, а также в результате микро и макровключений. неоднородность поверхности металла в следствие наличия границ блоков и зерен кристаллов, выход дислокаций на поверхность, анизотропность кристаллов. неоднородность защитных пленок на поверхности за счет микро и макропор пленки, неоднородность защитных пленок на поверхности за счет неравномерного образования на поверхности вторичных продуктов коррозии Мы рассмотрели два крайних механизма саморастворения металлов: равномерное растворение идеально гомогенной поверхности и растворения (в основном локальное) микроэлементов при пространственном разделении катодных и анодных зон (процессов). В общем случае, необходимо считаться с возможностью протекания на анодных участках наряду с основными анодными процессами катодных процессов, на катодных же участках могут протекать с пониженной скоростью анодные процессы растворения. Можно сделать вывод, что нет оснований противопоставлять "гомогенный" и "гетерогенный" пути протекания коррозионных процессов. Правильнее будет их рассматривать как факторы, взаимно дополняющие друг друга. Основной же причиной коррозии металлов остается по-прежнему термодинамическая вероятность протекания в данных условиях на металле анодных процессов ионизации металла и сопряженного с ним катодного процесса деполяризации. Для протекания коррозионного процесса существенным является состояние форма соединения, в котором находится катион металла в растворе. Ионизация металла с последующим переходом в раствор простых компонентов металла представляет лишь одно из возможных направлений анодных процессов. Форма их конкретного состояния во многом определяется как природой металла и контактирующей с ним средой , так и направлением и величиной поляризующего тока (или электродного потенциала). Переходя в раствор, корродирующий металл вступает в связь либо с растворителем, либо с компонентами раствора. При этом могут образовываться простые и комплексные соединения с различной растворимостью и с различной адгезией к поверхности металла. При высоких положительных значениях потенциала на аноде возможен процесс окисления воды с выделением кислорода. В зависимости от того, какие процессы или их сочетания протекают на аноде, они могут в значительной мере (а иногда и полностью) контролировать суммарный процесс коррозии. На основании высказанных соображений А.Д.Шатаев предлагает следующую классификацию анодных процессов: а) Образование на аноде растворимых продуктов. 1) ионизация металла с образованием простых ионов. 2) ионизация металла с образованием комплексных ионов за счет присутствующих в растворе анионов. 3) ионизация металла с образованием комплексных ионов с ионами гидрооксидов. 4) повышение положительной валентности ионов металла. 5) понижение отрицательной валентности комплексного аниона, б) Образование на аноде недорастворимых продуктов. 1) образование на аноде гидрооксидов металла. 2) образование на аноде труднорастворимых нейтральных солей. 3) Образование на аноде основных солей. 4) Образование на аноде оксидов металла (анодное оксидированние). в) Анодное выделение кислорода. Возможность протекания того или иного процесса полностью определяется величиной электродного потенциала и, следовательно, определяется чисто термодинамическими факторами.
Простейшими анодными реакциями являются такие , в результате которых образуются растворимые гидратированные и комплексные катионы,, которые отводятся от анода путем диффузии, миграции (перенос за счет электрического поля) или конвекции. Полярные молекулы жидкости электростатически взаимодействуют с заряженными ионами, образуют сольватные (в случае воды-гидратные) комплексы.Обладающие значительно меньшим запасом энергии чем ионы в кристаллической решетки металла. Величину этого понижения можно оценить, исходя из соображений предложенных Борном.
Полный электрический заряд в вакууме обладает энергией, равной потенциальной энергии. Для определения величины энергии заряда представим, что проводящая сфера радиусом г имеет заряд q. Внесение еще одной части заряда dq в сферу должно быть встречено отталкивающими силами df=qdq/r.
Изменение химического состава почвы
Мессбауэровские измерения образцов К4/9 и Т4/3 проводились на спектрометре ЯГРС-4 в режиме постоянных ускорений с источником Со в матрице родня. Спектры регистрировались в 256 каналах компьютера и обрабатывались на нем же с использованием лоренцевой формы описания резонансных линий и равенства их ширины в каждом дублете. Для измерения использовались порошковые пробы, измельченные до 0,05-0,07 мм, навеской 200 мг. Изомерный сдвиг рассчитывался относительно нержавеющей стали. На рисунке 1 показаны мессбауэровские спектры этих образцов. Наилучшее приближение экспериментальной кривой к расчетной оказалось при разложении спектра образца К4/9 на два дублета от Fc3+, а спектра образца Т4/9 на два дублета от Fe3+ и один дублет от Fe2+. Дублетный характер спектров указывает на парамагнитное состояние присутствующих в образце железосодержащих минералов. Мессбауэровские параметры составляющих дублетов и ответственные за них площади приведены в таблице 1. Принимая величины вероятности резонансного эффекта равными, по вычисленным площадям дублетов было оценено распределение железа между присутствующими фазами. Параметры дублетов как Д1 для обоих образцов, так и Д2 равны находятся в рамках трехвалентного железа шестерной координации. Они близки к параметрам некоторых гидроксидов железа (ферригидрит, суперпарамагнитный гетит), но полностью не совпадают. Можно отметить, что дублет Д1 ближе к суперпарамагнитному гетиту, а Д2 к ферригидриту. Дублет ДЗ от Fe в спектре образца Т4/9 близок по своим параметрам к слоистым силикатам (хлорит, шамозит). В мессбауэровском спектре образца К4/9, снятом в расширенном диапазоне, были кроме того отмечены следы линий магнитного сверхтонкого расщепления, которые присущи гематиту. Коэффициент окисления железа для образца К4/9 равный 1 и для Т4/3 равный 0,78 указывают на то, что окислительно-восстановительная обстановка их существования различна. Видимо механическое нарушение поверхностного слоя способствует большей фугитивности кислорода и приводит к большей степени окисления железа с образованием гематита. С другой стороны оксиды железа могут возііикать за счет процессов коррозии металлических конструкций. К сожалению малые содержания железа в образцах не позволяют получить мессбауэровские спектры с хорошим разрешением и однозначно их интерпретировать. - Измерения магнитной восприимчивости (X, 10" см /г) проводились на капометре. - Измерения истинное сопротивление (р0, Ом) анализировались суспензии образцов (1:5) на четырех электродном автокомпенсаторе АИ75. Для измерений на постоянном электрическом токе в России получили распространение в основном геофизические приборы, выпускаемые Мытищинским приборостроительным заводом. Хорошо известен полевой портативный потенциометр с автономным питанием - автокомпенсатор электронный (АЭ-72), на основе которого можно проводить как измерения естественных электрических полей, так и электрических сопротивлений (электропроводностей). Взаимосвязь электрических параметров со свойствами почв часто осуществляется на основе лабораторных исследований. Среди электрических параметров почв, легко измеряемых в лабораторных условиях с целью дальнейшего использования их для почвенных, почвенно-мелиоративных, экологических и других изысканиях и обследованиях, являются естественные электрические потенциалы и сопротивление. Это удельное электрическое сопротивление, которое измеряется в лабораторных условиях для исходно однородных или гомогенизированных сред, таких как грунтовые воды, почвенные растворы, вытяжки, суспензии, почвенные пасты. В основе метода ВЭЗ лежит измерение удельного кажущегося электрического сопротивления прямолинейным симметричным четырехэлектродным точечным датчиком AMNB. Сопротивления называют кажущимися, потому что они измеряются неоднородными полями и в неоднородных средах -почвах. На электроды АВ подают ток произвольной величины (I). На электродах MN измеряют сформировавшуюся разность потенциалов (U). Сопротивление рассчитывают по формуле: Рк =К (Ш) где К - коэффициент установки AMNB. К= AM AN/MN (м). Прибором для измерений U служит ЭСК или АЭ-72. Величина постоянного электрического тока измеряется любым соответствующим миллиамперметром (например, М 42100) с подходящим пределом и шкалой измерений. Электрическое поле создается в почве с помощью батарей любого типа через посредство заземлителей - электродов. Для первичной регулировки U и I служит магазин сопротивлений. Электродами могут быть различные металлические стержни. Удобно для этих целей использовать однополюсные радиовилки. Дальнейший этап обработки данных ВЭЗ заключается в усреднении, то есть вычислении средних значений данных сопротивлений, полученных на одинаковых полуразносах АВ/2, но при разных MN/2. Это, к примеру, данные сопротивлений, получаемых на разносах АВ/2=15 см, но при М№2=5 и 10 см. После этого получаем усредненные значения данных ВЭЗ с достаточной степенью точности. Затем, если анализ проводится без компьютерной технологии, на миллиметровой бумаге в билогарифмическом или логарифмическом масштабе в координатах сопротивления и АВ/2 строятся графики зависимостей сопротивления от АВ/2. Графики этих зависимостей называются кривыми ВЭЗ или функцией зависимости кажущегося сопротивления от полуразноса АВ/2. В этих кривых заключена информация об изменении сопротивления с глубиной, но не напрямую, а через посредство разносов электродов на поверхности почвы.
