NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN LÊN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ P DỄ TIÊU TRONG ĐẤT TRỒNG LÚA
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (385.42 KB, 32 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MÔI
TRƯỜNG
ĐỒ ÁN CƠ SỞ NGÀNH
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN LÊN KHẢ
NĂNG HẤP PHỤ P DỄ TIÊU TRONG ĐẤT TRỒNG LÚA
Giảng viên hướng dẫn
: Th Nguyễn Văn Phương
Sinh viên thực hiện
:
STT
Họ và tên
MSSV
SĐT
1
Nguyễn Bùi Mẫn Nghi
14032691
01644057252
2
Nguyễn Thị Ngọc Huyền
14107231
01638951254
3
Lê Thị Huyền
14109481
01682276631
4
Nguyễn Thị Ngọc Hồ
14105321
0962906576
5
Trần Trọng Hiển
14026141
0978801309
TP. Hồ Chí Minh, 2016
Mục lục
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với sự hỗ trợ, giúp
đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ
khi học tập ở giảng đường đại học đến nay chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan
tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất em
xin gửi tới quý Thầy Cô ở Viện Khoa học công nghệ và Quản lý môi trường đã cùng
với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em
trong suốt quá trình học tập tại trường. Và đặc biệt, trong học kỳ này, Viện đã tổ chức
cho chúng em được tiếp cận với môn Đồ án cơ sở ngành giúp chúng em rèn luyện kỹ
năng làm việc nhóm và cách làm một báo cáo hoàn chỉnh. Chúng em xin chân thành
cảm ơn Th.s Nguyễn Văn Phương đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi nói
chuyện, thảo luận về sự ảnh hưởng của độ mặn lên khả năng hấp phụ P dễ tiêu của đất
trồng lúa. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của Thầy thì chúng em nghĩ
bài thu hoạch này của chúng em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa em xin
chân thành cảm ơn Thầy. Do lần đầu thực hiện nên không tránh khỏi những thiếu sót là
điều chắc chắn, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của
quý Thầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của chúng em trong lĩnh vực này
được hoàn thiện hơn.
MỤC LỤC
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
DANH SÁCH HÌNH VẼ
DANH SÁCH CHỮ
VIẾT TẮT
Chương 1: Tổng quan
1.1.
Các nghiên cứu ngoài nước
Abd EL-Azim W.M. and Ahmed, S.Th. (2009). Effect of Salinity and Cutting Date on
Growth and Chemical Constituents of Achillea fragratissima Forssk, under Ras Sudr
Conditions. Agriculture and Biological Sciences , 5(6): 1121-1129.
Adzemi Mat Arshad, a. I. ( 2014). Phosphate and Sulphate Adsorptions in Bungor
Series Soil. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare , Vol.4, No.1.
Hussein Khaled and Hassan A. Fawy. (2011). Effect of Different Levels of Humic
Acids on the Nutrient Content, Plant Growth, and Soil Properties under Conditions of
Salinity. Soil & Water Res , 21–29.
Jouyban, Z. (2012). The Effects of Salt stress on plant growth. Technical Journal of
Engineering and Applied Sciences .
M. ASLAM, M. S. ( 2000). Application of Freundlich Adsorption Isotherm to
Determine Phosphorus Requirement of Several Rice Soils. INTERNATIONAL
JOURNAL OF AGRICULTURE &BIOLOGY , Vol. 2, No. 4.
W. H. Patrick Jr, R. A. Khalid. (1974). Phosphate Release and Sorption by Soils and
Sediments. Science , 53-55.
X.J. Wang, Z.QWang & S.G. Li. (1995). Th effect of humic acids on the availability of
phosphorus fertilizers in alkaline soils. Soil Use and Managemement , 11,99-102.
Jouyban, Z. (2012). The Effects of Salt stress on plant growth. Technical Journal of
Engineering and Applied Sciences .
1.2.
“KHẢ
Các nghiên cứu trong nước
NĂNG
HẤP
PHỤ
LÂN
TRÊN
ĐẤT
TRỒNG
RAU
MÀU
CHỦ YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG” của Phạm Thị Phương Thúy1,
Dương Thị Bích Huyền2 và Nguyễn Mỹ Hoa3
1.2.1 Đất thí nghiệm
Đất thí nghiệm được chọn gồm 24 mẫu đất có hàm lượng lân dễ tiêu từ thấp đến cao
được lấy từ 10 mẫu đất ở độ sâu 01 - 15 cm mỗi huyện đã có tiến hành thí nghiệm
trong nhà lưới về khả năng đáp ứng của cây trồng đối với phân lân trên đất phù sa ở
Xã Thanh Bình .
1.2.2 Phương pháp xác định sự hấp phụ lân trong đất
Khả năng hấp thụ lân trong đất được xác định theo qui trình phân tích của Houba et al
(1995) và được đánh giá dựa vào các chỉ tiêu: (i) Phần trăm hấp thụ lân trong đất, (ii)
hàm lượng lân hấp thụ lớn nhất qm xác định theo Houba (1995) và (iii) khả năng hấp
thụ lân trong đất dựa vào hệ số góc của đường thẳng tiếp tuyến với đường cong biểu
diễn mối tương quan giữa lượng hấp thụ lân Q và nồng độ lân cân bằng trong dung
dịch C tại điểm có nồng độ lân thêm vào là 24mgP/l (Võ Thị Gương 2001).
1.2.3 Phần trăm lượng lân hấp thụ
Phần trăm lân hấp thụ so với lượng lân bón vào được định nghĩa là tỉ số % giữa lượng
lân hấp phụ và lượng lân thêm vào q= hàm lượng lân thêm vào (mgP/kg) - hàm lượng
lân trong dung dịch khi cân bằng (mgP/kg).
1.2.4 Lượng lân hấp thụ tối đa
Lượng lân hấp thụ tối đa được xác định theo qui trình phân tích Houba et al (1995).
Dung dịch chứa nồng độ P đã biết được đưa vào đất và để cân bẳng trong 24 giờ trong
điều kiện nhiệt độ trong phòng. Sau khi cân bằng nồng độ P trong dung dịch (mgP/l)
được xác đinh (C) và tính toán lượng P hấp phụ mgP/kg (Q). Theo Houba et al mối
liên hệ giữa P hấp thụ và nồng độ P trong dung dịch đã cân bằng được mô tả bằng
C 1
1
= C+
Q b
k ×b
đường cong của phương trình
Trong đó
C là nồng độ dung dịch sau khi cân bằng
Q là lượng P hấp phụ
Theo Houba et al (1995), lượng lân được hấp phụ Q (mgP/kg) bao gồm cả lượng P dễ
tiêu có sẵn trong đất trích theo phương pháp Olsen như sau: Q= P Olsen trong đất +
lượng lân hấp phụ. Lượng lân hấp phụ được tính là hiệu của lượng lân thêm vào và
lượng lân còn lại trong dung dịch sau khi cân bằng.
Lượng P hấp phụ lớn nhất mgP/kg qm (giá trị b trong phương trinh Langmuir) được
ước lượng qua phương trình đồ thị biểu diễn mối quan hệ C/Q và C.
1.2.5 xác định khả năng hấp phụ lân trong đất
Mối quan hệ giữa P hấp phụ Q và sự thay đổi nồng độ P trong dung dịch được biểu
diễn là một đường cong dạng y = aln(x) + b ( x là nồng độ P trong dung dịch, y là
lượng P được hấp hụ). Để xác định khả năng hấp thụ P khi khi bón lân vào từng loại
đất cần vẽ tiếp tuyến của đường cong tại một điểm. Để xác định được phương trình
tiếp tuyến này, trước hết cần xác định một điểm M (xo, yo) thuộc đường cong y=aln(C)
+ b. Trong đó xo là nồng độ P cân bằng tại các nồng độ lân thêm vào 3,6,18,24,30,60
mgP/l. Theo Võ Thị Gương et al, (2001) điểm được chọn có nồng độ 24 mgP/kg, do
đó để có thể so sánh. Từ điểm M, vẽ một đường thẳng đi qua điểm M và tiếp xúc với
đường cong y= aln(x) + b theo phương trình : (yM - yo)= [f(xo)][xM -xo
a
Trong đó f(xo)= (
1
xo
) là đạo hàm của đường cong y = aln(x) + b tại giá trị xo.
Phương trình tiếp tuyến của đường cong là phương trình bậc nhất y M=axM +b với a là
hệ số góc của tiếp tuyến và là khả năng hấp thụ P của đất.
MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẤT KHẢO SÁT
Thành phần cơ giới
STT
Kí hiệu
mẫu
pH
EC
(mS/cm)
P dễ tiêu P dễ tiêu
(mgP/kg)
(mgP/kg)
Sét
Thịt
Cát
(Bray I)
(Olsen)
(%)
(%)
(%)
Sa cấu
1
TN1
5,87
0,25
13,10
39,5
28
64
8
Thịt pha sét
2
TN2
6,19
0,49
15,01
92,76
40
51
9
Thịt pha sét
3
TN5
5,76
0,15
54,07
113,95
29
58
13
Thịt pha sét
4
TN8
6,05
0,14
92,41
51,02
46
46
8
Thịt pha sét
5
TN9
5,94
0,55
104,89
112,27
34
58
8
Thịt pha sét
6
TN10
5,74
0,25
120,30
152,70
28
56
16
Thịt pha sét
7
CM1
5,54
0,20
6,82
14,24
45
52
3
Thịt pha sét
8
CM3
5,51
0,30
15,59
38,68
41
56
3
Thịt pha sét
9
CM4
5,38
0,29
20,51
28,65
39
59
2
Thịt pha sét
10
CM7
5,83
0,15
47,34
28,72
26
55
19
Thịt pha sét
11
CM10
5,62
0,38
87,22
54,86
27
65
8
Thịt pha sét
12
BT1
5,3
0,26
5,68
9,78
60
39
1
Sét
13
BT4
6,03
0,24
14,81
26,34
54
43
3
Sét pha thịt
14
BT5
5,81
0,18
20,41
32,93
54
42
4
Sét pha thịt
15
BT6
5,69
0,12
33,09
40,67
46
52
2
Sét pha thịt
16
BT8
5,82
0,22
44,99
58,95
49
46
5
Sét pha thịt
17
BT10
5,62
0,30
76,91
80,92
53
44
3
Sét pha thịt
18
CT1
6,45
0,12
12,70
10,10
40
36
23
Sét pha thịt
19
CT3
6,16
0,34
25,87
49,60
39
57
4
Thịt pha sét
20
CT4
6,32
0,26
38,08
29,45
11
23
66
Cát pha thịt
21
CT5
6,61
0,21
49,25
120,82
8
26
66
Cát pha thịt
22
CT7
6,77
0,12
139,53
69,43
3
17
80
Cát pha thịt
23
CT9
6,36
0,14
202,36
173,18
4
14
82
Cát pha thịt
CT10
6,02
0,16
223,97
178,66
17
71
Cát pha thịt
24
1.3.
12,0
3
Tính cấp thiết của đề tài
Natri Clorua là thành phần chính trong nước muối mặn đóng vai trò quan trọng thông
qua ion Na được hấp thụ bởi các nhà máy ở hình thức này. Sự giảm thiểu xảy ra từ từ
trong bài kiểm tra của Achillea fragrantissima do tưới bằng nước mặn dao động từ 700
- 4000 ppm có thể do nhiều nguyên nhân khác. Do đó, độ mặn là điều kiện của lượng
muối dư thừa trong dung dịch đất, nó ảnh hưởng đến các nhà máy bởi sự gia tăng của
áp suất khí quyển của dung dịch đất Bernstein và Hayward [5] và Subbaro và Chris
[6], giảm lượng nước Bower [7], gây ra hạn hán Bernstein [8], gây trở ngại với các
chất dinh dưỡng hấp thu thông thường Subbaro và Chris [6], ảnh hưởng đến đường hô
hấp ở rễ Abel và Mackenzie [9] và gây độc tính ion do sự tích tụ của Cl trong tế bào
chất hoặc một poplast mà cản trở chức năng trao đổi chất thực vật Bower [7] Taleisnik
et al. [10] Subbaro và Chris [6] và Abd El-Razek [11]. Bên cạnh những lý do nói trên,
nó cũng hợp lý để nói rằng có thể không có các triệu chứng thiếu hụt nước và chuyển
hóa bình thường dưới độ mặn áp dụng, thêm vào các năng lượng yêu cầu để duy trì
nhu cầu chất hấp thụ.
Nhiễm mặn của đất và nước là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng nhất
trên thế giới trong nông nghiệp. Nó là cần thiết để xác định các yếu tố môi trường,
theo đó cây thuốc và thơm cho năng suất cao hơn và chất lượng tốt hơn. Các vấn đề về
độ mặn được đặc trưng bởi một sự dư thừa của các muối vô cơ và thường gặp ở các
vùng đất khô hạn và bán khô hạn, nơi mà nó đã được hình thành một cách tự nhiên
theo các điều kiện khí hậu hiện hành và do tỷ lệ cao hơn của quá trình bốc hơi và thiếu
thẩm thấu nước. Mặc dù thường xuyên hơn ở những vùng đất khô cằn, đất làm muối bị
ảnh hưởng cũng có mặt ở những nơi có độ mặn được gây ra bởi chất lượng kém của
nước tưới. đất mặn gây ra rối loạn sinh lý và trao đổi chất ở thực vật, phát triển ảnh
hưởng đến tăng trưởng, năng suất, chất lượng cây trồng. Cây cảnh ảnh hưởng xấu đến
như một kết quả của độ mặn, hạt giống nảy mầm, tỷ lệ sống còn, đặc điểm hình thái,
phát triển và năng suất và thành phần của nó. Nói chung, độ mặn làm giảm tốc độ
quang hợp và hô hấp của thực vật. Tổng carbohydrate, axit béo và hàm lượng protein
bị ảnh hưởng bất lợi do ảnh hưởng của độ mặn nhưng tăng mức độ của các axit amin,
đặc biệt là proline. Nội dung của một số sản phẩm thực vật thường là cao hơn đáng kể
trong cây trồng dưới mặn hơn trong những canh tác trong điều kiện bình thường. Các
khả năng chịu mặn phụ thuộc vào sự tương tác giữa độ mặn và các yếu tố môi trường
khác. (Jouyban, 2012)
1.4.
Mục đích đề tài
Xác định photpho dễ tiêu theo phương pháp...những yếu tố khác ảnh hưởng đến khả
năng hấp phụ của đất trồng lúa như: pH, độ ẩm, độ phì,..
Đưa ra những những số liệu cơ bản về khả năng hấp phụ của P dễ tiêu trong đất trồng
lúa.
Xác định liều lượng bón phân, cách bón và số lần bón sao cho phù hợp để nâng cao
chất lượng cây trồng, góp phần tăng năng suất, chất lượng, hiệu quả cây trồng.
Thông qua số liệu nghiên cứu chúng ta có thể đưa ra các giải pháp, khiến nghị, khắc
phục để đạt được hiệu quả tốt nhất trong cách bón phân.
1.5.
−
−
−
Nội dung nghiên cứu
Thu mẫu đất trồng
Xác định P dễ tiêu trong đất: 3 mẫu
Xác định loại đường cong ảnh hưởng lượng NaCl lên quá trình hấp phụ P dễ
tiêu có trong đất.
− Đề xuất giải pháp bón phân họp lý: duy trì độ phì đất, không gây ô nhiễm môi
trường
1.6.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Mẫu đất trồng lúa được lấy ở xã Thái Bình...
Thực hành phân tích hàm lượng photpho trong mẫu đất được thực hiện tại phòng thí
nghiệm trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM.
1.7.
Ý nghĩa nghiên cứu
Căn cứ vào nghiên cứu để có giải pháp bón phân hợp lý nhằm duy trì độ phí của đất và
tránh gây ô nhiễm do bón dư hay do quá trình rửa trôi khi bón phân hóa học chưa hợp
lý.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết/Vật liệu và phương pháp
2.1. Cơ sở lý thuyết
2.1.1 Khả năng hấp phụ của đất
Hấp phụ là quá trình tụ tập ( chất chứa, thu hút,...) các phân tử khí, có thể là lỏng - rắn,
khí - rắn, khí - lỏng. Chất mà trên bề mặt của nó có sự hấp phụ xảy ra gọi là chất hấp
phụ, còn chất mà được tụ tập trên bề mặt phân chia pha được gọi là chất bị hấp phụ.
2.1.2 Hấp phụ hóa học
Là khả năng giữ lại trong đất các chất hòa tan ở dạng kết tủa, ít tan do những phản ứng
hóa học xảy ra trong dung dịch. Hay có thể hiểu là sự tạo thành trong đất những muối
không tan từ những muối dễ tan.
Tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ lớn làm biến đổi cấu trúc điện tử của
các nguyên tử dẫn tới sự hình thành liên kết hóa học, nhiệt tỏa ra lớn ngang với các
phản ứng hóa học. Hấp phụ hóa học hầu như không thuận nghịch, do đó muốn giải hấp
phải nâng nhiệt độ rất cao để phá vỡ liên kết hóa học.
2.1.3 Hấp phụ vật lý
Là khả năng giữ lại những hạt có kích thước nhỏ, những phân tử, nguyên tử chất lỏng
hoặc khí trên bề mặt keo đất.
- Hấp phụ lý học phụ thuộc nhiều vào thành phần cơ giới.
- Nếu đất nào có thành phần cơ giới nặng thì có khả năng lượng bề mặt lớn do đó khả
năng hấp phụ lý học cũng càng lớn.
Nguyên nhân của hiện tượng hấp phụ lý học do tác dụng của năng lượng bề mặt phát
sinh ở chỗ tiếp xúc giữa các hạt đất với dung dịch đất (hoặc không khí). Năng lượng
bề mặt phụ thuộc sức căng bề mặt và diện tích bề mặt. Vật chất nào làm giảm sức căng
mặt ngoài của dung dịch đất sẽ tập trung trên mặt hạt keo, đây là sự hấp phụ dương.
Tóm lại, bất kỳ một sự chênh lệch nào về nồng độ ở chỗ tiếp xúc giữa hạt keo với môi
trường xung quanh cũng sinh ra tác dụng hấp phụ lý học.
Ngoài phân tử các chất hoà tan, đất còn hấp phụ chất khí. Ðất khô hấp phụ không khí
rất chặt. Khả năng hấp phụ các chất khí từ mạnh đến yếu thứ tự như sau: hơi nước,
NH3, CO2, O2, N2. Ðất càng nhiều mùn càng hấp phụ nhiều NH 3, CO2, và nước. Khả
năng hút khí và hơi nước của đất phụ thuộc thành phần chất rắn trong đất (bảng 1). Vì
vậy đất có khả hấp phụ khí NH 3 sinh ra trong quá trình phân giải chất hữu cơ chứa
đạm. Ở đây ta càng thấy rõ lợi ích của việc trộn đất bột khô với phân chuồng khi ủ
phân. Ðất bột hút NH3 được tạo ra trong quá trình ủ phân, làm giảm sự mất đạm.
Tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ không lớn, cấu trúc điện tử của chất
hấp phụ ít thay đổi, nhiệt hấp phụ tỏa ra nhỏ. Hấp thụ vật lý thuận nghịch hoàn toàn
tức là có thể giải hấp để phục hồi vật liệu hấp phụ.
2.1.4 Hấp phụ sinh học
Là khả năng sinh vật (thực vật, vi sinh vật) hút và giữ lại các chất dinh dưỡng từ dung
dịch đất, chủ yếu là cây xanh và vi sinh vật.
Những ion dễ di chuyển trong đất được rễ cây và vi sinh vật hút biến thành những chất
hữu cơ không bị nước cuốn trôi. Rễ cây, thân cây sau lúc chết đi sẽ tích luỹ xác hữu cơ
trong đất. Vi sinh vật phân giải xác hữu cơ này, do đó có quá trình hấp phụ sinh học.
Vi sinh vật cố định đạm cũng là một hình thức hấp phụ sinh vật.
Sự trao đổi cation giữa đất và rễ cây đã được nghiên cứu nhiều trong những năm gần
đây. Nhiều thí nghiệm khẳng định rằng, ngoài hiện tượng cây hút thức ăn dưới dạng
ion từ dung dịch đất, cation và anion có thể đi từ đất vào cây theo quá trình trao đổi
ion. Do rễ cây hô hấp thải ra CO 2. CO2 kết hợp với H2O trong đất tạo thành H2CO3.
Axit này phân li: H2CO3 = H+ + HCO3-. H+ khuếch tán đến keo đất và tại đó nó trao đổi
với Ca2+, Mg2+, K+ và cation khác hấp phụ ở keo đất, Còn các anion HCO 3- trao đổi với
NO3-, SO42-, và PO43-. H2CO3 còn có tác dụng hoà tan các muối khoáng khác (phosphat,
sulfat...) có trong đất giúp cho cây có thể hút được các ion này.
2.1.5 Hấp thụ cơ học
Là khả năng giữ lại các hạt tương đối thô trong các khe, lỗ hổng, ví dụ: những hạt sét,
xác hữu cơ, vi sinh vật... Ðây là dạng hấp phụ phổ biến trong đất. Hiện tượng này thấy
rõ nhất khi mưa, nước mưa đục do lẫn cát, sét... nhưng khi thấm sâu xuống các tầng
đất dưới, nước mạch chảy vào giếng, nước trở nên trong, vì khi thấm qua các tầng đất,
các chất lơ lửng trong nước đã bị hấp phụ cơ học.
• Đất là một vật thể xốp, chứa nhiều lỗ hổng có kích thước khác nhau
nên có khả năng giữ lại một cách cơ học những hạt có kích thước lớn
hơn kích thước của lỗ hổng, hoặc những chỗ uốn cong của các mao
quản.
• Do vậy, nước đục chảy qua lớp đẩ sẽ trở nên trong và nước ngầm thì
có chất lượng ổn định.
Nguyên nhân của hấp phụ cơ học do kích thước khe hở trong đất bé hơn kích thước
các vật chất hoặc bờ khe hở gồ ghề làm cản trở sự di chuyển các hạt hoặc các vật chất
mang điện trái dấu với bờ khe hở nên bị hút giữ lại.
Có trường hợp hấp phụ cơ học không lợi cho quá trình hình thành đất như làm xuất
hiện trong đất những lớp quá nhiều keo sét, đất trở lên chặt do đó lý tính xấu. Nhưng
mặt khác, nhờ tính hấp phụ này mà các phần tử đất không bị rửa trôi xuống sâu.
2.1.6 Hấp thụ lý - hóa
• Hấp phụ lý hoá học là đặc tính của đất có thể trao đổi ion trong phức hệ hấp
phụ với ion của dung dịch đất tiếp xúc. Trong dung dịch đất, các axit vô cơ và
muối của chúng phân ly thành cation và anion. Khi dung dịch đất tác động với
keo đất, keo đất không những chỉ hấp phụ các phân tử (hấp phụ lý học) mà còn
hấp phụ cả ion nữa. Nếu lấy một ít đất đỏ (chua) tác động với dung dịch NH 4Cl
rồi lọc ta sẽ phát hiện trong dịch lọc chứa nhiều H+ còn NH4+ thì giảm. Quá trình
trao đổi ion này có thể biểu thị bằng phản ứng sau:
[ KÐ]H+ + NH4Cl ⇄ [KÐ]NH4+ + HCl
• Từ đó ta thấy thực chất của hấp phụ lý hoá học là sự trao đổi ion trên keo đất
với ion trong dung dịch quanh keo. Hiện tượng này xảy ra khi thay đổi độ ẩm,
khi bón phân, khi nước ngầm dâng lên, khi tưới nước cho đất, nghĩa là khi có sự
chênh lệch nồng độ của phản ứng thuận nghịch. Trong đất có keo âm và keo
dương nên đất có khả năng hấp phụ cả cation và anion nhưng hấp phụ cation là
chủ yếu vì phần lớn keo đất là keo âm. Hấp phụ trao đổi ion có ảnh hưởng rất
lớn tới độ phì nhiêu đất, các tính chất vật lý, hoá học đất cũng như dinh dưỡng
cây trồng. Vì vậy cần nghiên cứu sâu hơn dạng hấp phụ này ở phần tiếp theo.
2.1.7 Cân bằng hấp phụ
• Trong hoạt đọng thực tế, dung lượng tối đa của vật liệu hấp phụ không thể sử
dụng hoàn toàn vì tác dụng chuyển khối liên quan đến quá trình tiếp xúc chất
lỏng – rắn trong thực tế. Do vậy, để ước tính khả năng hấp phụ thực tế hoặc khả
năng hấp phụ động là điều cần thiết, trước hết, để có thông tin về trạng thái cân
bằng hấp phụ.
•
Trạng thái cân bằng hấp phụ là thuộc tính cơ bản nhất, mà một số nghiên cứu đã
được thực hiện là xác định:
1) Số lượng loại hấp phụ dưới một tập hợp các điều kiện (nồng độ và nhiệt độ)
2) Làm thế nào hấp phụ chọn lọc diễn ra khi hai hay nhiều thành phần chất bị hấp
phụ cùng tồn tại.
2.1.7.1 Phương trình đẳng nhiệt Langmuir
Mối quan hệ hấp phụ đẳng nhiệt (q) và (C) có thể được mô tả bằng
toán học. Điều này đã được thực hiện từ đấu những năm 1900 của
langmuir và Freundlic dựa trên nghiên cứu hoạt động tính hấp thụ
carbon. Năm 1932, Langmuir đã được trao giải Nobel về hóa học cho
khám phá và nghiên cứu của mình trong lĩnh vực hóa học bề mặt.
Phương trình đẳng nhiệt langmuir như sau:
q.
Phương trình có thể là đường thẳng khi vẽ theo và b :
;
y
Nếu gọi C0 và C là nồng độ chất bị hấp phụ ban đầu và ở trạng thái
cân bằng (cuối cùng).
q0 : tổng dung lượng hâp phụ qi,
b : là hằng số langmuir,
KL : hằng số hấp phụ.
Hạn chế của phương trình đẳng nhiệt Langmuir :
• Khí hấp phụ có lý tưởng trong giai đoạn hơi.
• Langmuir phương trình giả định rằng hấp phụ là đơn lớp. Nhưng, sự
hình thành đơn lớp chỉ có thể có trong điều kiện áp suất thấp. Trong
điều kiện áp suất cao các giả định bị phá vỡ do các phân tử khí hút
nhau ngày càng nhiều.
• Phương trình Langmuir cho rằng các phân tử không tương tác với
nhau. Điều này là không thể như có các lực yếu hút nhau tồn tại ngay
cả giữa các phân tử cùng loại.
• Mặt dù mô hình Langmuir không giải thích rõ các khía cạnh cơ chế
của hấp phụ, nhưng nó cung cấp thông tin về khả năng hấp phụ và
khả năng phản ánh các hành vi quá trình hấp phụ cân bằng bình
thường.
2.1.7.2 Phương trình đẳng nhiệt Freundlich
Herbert Max Finley Freundlich, một nhà hóa học vật lý Đức, trình
bày một đường đẳng nhiệt hấp phụ thực nghiệm cho hấp phụ không
lý tưởng trên bề mặt không đồng nhất cũng như hấp phụ đa lớp và
được nhiều biễu diễn của phương trình.
Phương trình mô tả hoàn toàn có tính chất thực nghiệm:
q
KF là khả năng hấp phụ () : hằng số hấp phụ Freundlich
C : nồng độ chất tan ở trạng thái cân bằng.
Freundlich là một phương trình thực nghiệm. Nó không chỉ ra một
khả năng hấp phụ hữu hạn của các chất hấp phụ và do đó chỉ có thể
được áp dụng một cách hợp lý trong phạm vi nồng độ thấp đến trung
bình. Tuy nhiên, nó là dễ dàng xử lý toán học hơn trong các tính toán
phức tạp (ví vụ như trong mô hình cột động). Mô hình Freundlich có
thể tuyến tính bằng cách vẽ nó theo dạng (log – log).
2.1.8 Khái quát về Photpho
Phốt pho (P) trên vỏ trái đất chiếm khoảng 0,12%. Mặc dù đất, đá, nước thiên nhiên
và sinh khối chứa P, mức độ của P trong không khí và lượng mưa rất thấp (Tabatabai et
al., 1981). Vô cơ và hữu cơ phosphat trong đất có thể có một vai trò quan trọng trong
việc cung cấp P cho cây trồng (Anderson, 1980). Tuy nhiên, trạng thái cân bằng giữa
không ổn định và không P không ổn định mất một thời gian dài để thiết lập, khi
phosphat không ổn định được giảm đi, bởi vì độ hòa tan rất thấp của các hợp chất
phosphat đất (Ulrich và Khanna, 1968; Chang và Jackson, 1957). Do đó, phân lân
được áp dụng cho các loại đất để bổ sung nhà máy có sẵn P. Sự phục hồi của phân bón
P bởi lượng cây trồng để chỉ 10-30% số lượng bổ sung vào đất. Còn lại 70 đến 90%
được giả định được tiêu thụ bởi lượng mưa và hấp phụ của các thành phần của đất.
Ban đầu, một phần đáng kể của P áp dụng có sẵn cho các nhà máy và sau đó giảm dần
theo thời gian. Tốc độ phản ứng của P với các khoáng chất đất là một chức năng của
nồng độ phosphat, và tổng số đã phản ứng là một hàm của thời gian (Russell và
Prescott, 1916). Tỷ lệ cao ban đầu của phản ứng của phosphate thường theo sau phản
ứng chậm gây ra một sự suy giảm chậm ở nồng độ phosphate trong dung dịch đất
(Munns và Fox, 1976). Barrow và Shaw (1975) đại diện cho tất cả các phản ứng của
phosphat đất như một hệ thống ba khoang: A = B = C, trong đó A đại diện cho
phosphate trong dung dịch; B phosphate hấp phụ; và C, phốt phát đã được chuyển đổi
thành một hình thức mà không phải là ở trạng thái cân bằng trực tiếp với phosphate
trong A.
Do đó, phosphate hấp phụ là nguồn chính cho nhà máy-sẵn P. Nó cũng được biết rằng
hấp phụ là một hiện tượng rất quan trọng trong hóa học của P đất và là một trong
những cơ chế đó xác định nồng độ P trong dung dịch đất.
Độ pH của đất có lẽ là yếu tố điều hành quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hấp thụ P
của đất. Các tác dụng quan trọng của pH đến khả năng hấp thụ phosphat có thể liên
quan đến một thực tế rằng độ pH của dung dịch có tác dụng lớn trong việc xác định
các hình thức ion phosphat, đó sẽ xác định phản ứng của nó trong đất. Như vậy, số tiền
tương đối của ba loài phosphat(H2PO4-, HPO42-, PO43) được điều chỉnh bởi pH của
dung dịch môi trường xung quanh. Các PK1 và PK2 của H2PO4- xảy ra tại các giá trị
pH của 2 và 7, tương ứng. Do đó, hai dạng ion là quan trọng nhất trong các loại đất
nông nghiệp. Tuy nhiên, HPO42- với hai trung tâm ái nhân và khả năng hoạt động như
một ligand bidintate có thể có một mối quan hệ xa hơn cho các bề mặt hơn
Ảnh hưởng của vật chất hữu cơ lên quá trình hấp phụ photphat bởi đất
Ảnh hưởng của các chất hữu cơ quá trình hấp phụ photphat và tương tác với các thành
phần đất khác nhau đã là chủ đề của cuộc điều tra chuyên sâu. Vai trò của các chất hữu
cơ trong hấp thụ phosphate là một đôi một: hoặc nó có thể hấp thụ phosphate do điện
tích dương mà xuất phát từ kim loại phức cation hữu cơ (Williams, 1960) hoặc chất
hữu cơ có thể chặn các trang web phosphate tiềm năng trên các hạt vô cơ. Ảnh hưởng
của các anion hữu cơ như citrat, malat và oxalate quá trình hấp phụ photphat là mối
quan tâm đặc biệt vì sự hiện diện của các axit polycarboxylic trong đất, như một hệ
quả của cả hai tiết ra từ gốc và các hoạt động của vi sinh vật trong vùng rễ (Louw và
Webley, 1959 ; Mullette et al, 1974).. Nagarajah et al. (1968) báo cáo rằng hấp thụ
phosphate bởi kaolinit trong sự hiện diện của citrate hoặc bicarbonate giảm và mức độ
suy giảm phụ thuộc vào thứ tự mà phosphate và citrate hoặc bicarbonate được thêm
vào đất sét. giảm tối đa xảy ra khi phosphate và citrate hoặc bicarbonate được thêm
vào với nhau hoặc khi phosphate được giới thiệu sau citrate hoặc hấp phụ bicarbonate.
Số lượng tương đối của các phosphate vô cơ kết hợp với chất hữu cơ rất khác nhau và
đại diện cho không ít hơn một nửa tổng lượng P trong phẫu diện đất trên (Williams et
al., 1958). Đất với nồng độ cao của các axit hữu cơ và đất có nội dung chất hữu cơ cao
có năng lực rất cao để hấp thụ P (Fox và Kamprath, 1971). Sinha (1971) quan sát thấy
rằng un không ổn định điện ly phốt phát hữu cơ kim loại được hình thành khi các axit
humic và fulvic phức với Fe hoặc Al. Khả năng của các anion hữu cơ khác nhau để
cạnh tranh cho các trang web hấp phụ với phosphate đã được đề xuất như là một cơ
chế để giải thích tác dụng của các anion hữu cơ hấp thụ phosphate bằng đất (Deb và
Datta, 1967a, b;. Nagarajah et al, 1968, 1970) . Hiệu quả của các anion hữu cơ trong
việc cạnh tranh với phosphate cho các trang web hấp phụ có sẵn phụ thuộc vào số
lượng và kiểu của các nhóm chức năng của họ cũng như các hằng số phân ly (Kwong
et al, 1979a, b;. Struthers và Sieling, 1950). Nagarajah et al. (1970) đã chứng minh
rằng, các axit hữu cơ thường xảy ra nhất, anion của axit tricarboxylic có hiệu quả hơn
trong việc giảm phosphate hấp phụ hơn so với các axit dicarboxylic. Tuy nhiên, các
anion của axit monocacboxylic có ít ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ phosphate. Họ
cũng đề nghị các anion hữu cơ như citrat, oxalat, poligalacturonate được hấp thụ đặc
biệt tại M-OH (trong đó M = Al hoặc Fe) bề mặt của các thành phần đất trong cách
tương tự với các anion vô cơ nhất định như phosphate. Khả năng của các anion hữu cơ
để cạnh tranh với phosphate cho các trang web hấp phụ đã được báo cáo là tối đa
tương đương pH để các giá trị pKa của axit hữu cơ (Deb và Datta, 1967a, b). Ngược
lại với điều đó, Appelt et al. (1975) phát hiện ra rằng hấp phụ các anion hữu cơ đơn
giản được đặc biệt hấp phụ bị chặn, tới một mức độ nào, các trang web hấp phụ cho
không đặc hiệu hấp phụ anion như CI và / hoặc NO3 ". Nhưng các anion hữu cơ không
cạnh tranh cho hay khối hấp phụ các trang web cho phosphate đất tro có nguồn gốc từ
núi lửa mà họ sử dụng. tranh cãi này có thể được giải thích trong điều khoản của trang
web hấp phụ dư thừa có sẵn trong đất tro núi lửa được sử dụng bởi Appelt et al. (1975)
để rút ra kết luận của họ. Nồng độ của các anion hữu cơ cũng được coi là một yếu tố
quan trọng quyết định hiệu quả của họ trong cuộc cạnh tranh với phosphate. Earl et al.
(1979) đã chứng minh rằng 10-3 M citrate rõ rệt hiệu quả trong việc giảm phosphate
hấp phụ (giảm 50%), tartrat chỉ là vừa phải có hiệu quả (giảm 20%), trong khi acetate
có ít hoặc không có tác dụng (1% giảm) ở nồng độ phosphate cuối cùng của 0,2 nM
cho hai loại đất tương phản và tổng hợp Fe và Al gel. tại 10-2 M, citrate và tartrat loại
bỏ 91% Fe và 88% của Al từ Fe và Al gel, tương ứng, làm giảm sự hấp thụ phosphate
89 và 88%. Họ cũng nhận thấy rằng việc giảm khả năng hấp thụ phosphate quan sát
thấy có sự hiện diện của citrate kết quả từ việc loại bỏ một tỷ lệ đáng kể của các trang
web phosphate sorbing, trong khi giảm được quan sát trong trường hợp của tartrate đã
thông qua một hiệu ứng hấp phụ dissolutioncompetitive kết hợp. Việc phát hành của
phosphate bởi các anion hữu cơ từ axit P-làm giàu và đất nhiệt đới đá vôi đã được
chứng minh là bị ảnh hưởng bởi độ pH (3-12) trong một hình thức khá cụ thể (LopezHernandez et al., 1979). Đối với cả hai nhóm của đất, họ cho rằng sự ảnh hưởng của
pH đến hoặc trao đổi trực tiếp giữa các anion phân ly hữu cơ và ion phosphate, giải thể
và phương thức ức chế các hình thức hoạt động của Fe và Al, hoặc thủy phân một
phần của các hợp chất P hữu cơ (ở các giá trị pH rất thấp ).
Ảnh hưởng của nồng độ ion và ion trong dung dịch lên sự hấp thụ photphat bởi
đất
Ảnh hưởng của các chất hữu cơ quá trình hấp phụ photphat và tương tác với các thành
phần đất khác nhau đã là chủ đề của cuộc điều tra chuyên sâu. Vai trò của các chất hữu
cơ trong hấp thụ phosphate là một đôi một: hoặc nó có thể hấp thụ phosphate do điện
tích dương mà xuất phát từ kim loại phức cation hữu cơ (Williams, 1960) hoặc chất
hữu cơ có thể chặn các trang web phosphate tiềm năng trên các hạt vô cơ. Ảnh hưởng
của các anion hữu cơ như citrat, malat và oxalate quá trình hấp phụ photphat là mối
quan tâm đặc biệt vì sự hiện diện của các axit polycarboxylic trong đất, như một hệ
quả của cả hai tiết ra từ gốc và các hoạt động của vi sinh vật trong vùng rễ (Louw và
Webley, 1959 ;. Mullette et al, 1974). Nagarajah et al. (1968) báo cáo rằng hấp thụ
phosphate bởi kaolinit trong sự hiện diện của citrate hoặc bicarbonate giảm và mức độ
suy giảm phụ thuộc vào thứ tự mà phosphate và citrate hoặc bicarbonate được thêm
vào đất sét. giảm tối đa xảy ra khi phosphate và citrate hoặc bicarbonate được thêm
vào với nhau hoặc khi phosphate được giới thiệu sau citrate hoặc hấp phụ bicarbonate.
Số lượng tương đối của các phosphate vô cơ kết hợp với chất hữu cơ rất khác nhau và
đại diện cho không ít hơn một nửa tổng lượng P trong phẫu diện đất trên (Williams et
al., 1958). Đất với nồng độ cao của các axit hữu cơ và đất có nội dung chất hữu cơ cao
có năng lực rất cao để hấp thụ P (Fox và Kamprath, 1971). Sinha (1971) quan sát thấy
rằng un không ổn định điện ly phốt phát hữu cơ kim loại được hình thành khi các axit
humic và fulvic phức với Fe hoặc Al. Khả năng của các anion hữu cơ khác nhau để
cạnh tranh cho các trang web hấp phụ với phosphate đã được đề xuất như là một cơ
chế để giải thích tác dụng của các anion hữu cơ hấp thụ phosphate bằng đất (Deb và
Datta, 1967a, b;. Nagarajah et al, 1968, 1970) . Hiệu quả của các anion hữu cơ trong
việc cạnh tranh với phosphate cho các trang web hấp phụ có sẵn phụ thuộc vào số
lượng và kiểu của các nhóm chức năng của họ cũng như các hằng số phân ly (Kwong
et al, 1979a, b;. Struthers và Sieling, 1950). Nagarajah et al. (1970) đã chứng minh
rằng, các axit hữu cơ thường xảy ra nhất, anion của axit tricarboxylic có hiệu quả hơn
trong việc giảm phosphate hấp phụ hơn so với các axit dicarboxylic. Tuy nhiên, các
anion của axit monocacboxylic có ít ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ phosphate. Họ
cũng đề nghị các anion hữu cơ như citrat, oxalat, poligalacturonate được hấp thụ đặc
biệt tại M-OH (trong đó M = Al hoặc Fe) bề mặt của các thành phần đất trong cách
tương tự với các anion vô cơ nhất định như phosphate. Khả năng của các anion hữu cơ
để cạnh tranh với phosphate cho các trang web hấp phụ đã được báo cáo là tối đa
tương đương pH để các giá trị pKa của axit hữu cơ (Deb và Datta, 1967a, b). Ngược
lại với điều đó, Appelt et al. (1975) phát hiện ra rằng hấp phụ các anion hữu cơ đơn
giản được đặc biệt hấp phụ bị chặn, tới một mức độ nào, các trang web hấp phụ cho
không đặc hiệu hấp phụ anion như CI và / hoặc NO3 ". Nhưng các anion hữu cơ không
cạnh tranh cho hay khối hấp phụ các trang web cho phosphate đất tro có nguồn gốc từ
núi lửa mà họ sử dụng. tranh cãi này có thể được giải thích trong điều khoản của trang
web hấp phụ dư thừa có sẵn trong đất tro núi lửa được sử dụng bởi Appelt et al. (1975)
để rút ra kết luận của họ. Nồng độ của các anion hữu cơ cũng được coi là một yếu tố
quan trọng quyết định hiệu quả của họ trong cuộc cạnh tranh với phosphate. Earl et al.
(1979) đã chứng minh rằng 10-3 M citrate rõ rệt hiệu quả trong việc giảm phosphate
hấp phụ (giảm 50%), tartrat chỉ là vừa phải có hiệu quả (giảm 20%), trong khi acetate
có ít hoặc không có tác dụng (1% giảm) ở nồng độ phosphate cuối cùng của 0,2 nM
cho hai loại đất tương phản và tổng hợp Fe và Al gel. tại 10-2 M, citrate và tartrat loại
bỏ 91% Fe và 88% của Al từ Fe và Al gel, tương ứng, làm giảm sự hấp thụ phosphate
89 và 88%. Họ cũng nhận thấy rằng việc giảm khả năng hấp thụ phosphate quan sát
thấy có sự hiện diện của citrate kết quả từ việc loại bỏ một tỷ lệ đáng kể của các trang
web phosphate sorbing, trong khi giảm được quan sát trong trường hợp của tartrate đã
thông qua một hiệu ứng hấp phụ dissolutioncompetitive kết hợp. Việc phát hành của
phosphate bởi các anion hữu cơ từ axit P-làm giàu và đất nhiệt đới đá vôi đã được
chứng minh là bị ảnh hưởng bởi độ pH (3-12) trong một hình thức khá cụ thể (LopezHernandez et al., 1979). Đối với cả hai nhóm của đất, họ cho rằng sự ảnh hưởng của
pH đến hoặc trao đổi trực tiếp giữa các anion phân ly hữu cơ và ion phosphate, giải thể
và phương thức ức chế các hình thức hoạt động của Fe và Al, hoặc thủy phân một
phần của các hợp chất P hữu cơ (ở các giá trị pH rất thấp ).
Ảnh hưởng của ion mạnh và ion trong Giải pháp về hấp phụ Phosphate bởi loại đất
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng hấp thụ phosphate bằng đất thay đổi theo tính chất
của các thành phần ion và sức mạnh ion của dung dịch ma trận hỗ trợ (Helyar et al,
1976a;. Robarge và Corey, 1979). Nó đã được chứng minh rằng việc tăng nồng độ
nitrat và clorua muối Ca, Mg, Na, K, và NH4 + tăng sự hấp thụ phosphate bởi án treo
giò dịch nước của các loại đất, đất sét, và các oxit ngậm nước của Fe và Al (Kurtz et
al., 1946; Clark và Peech, 1960; Fordham, 1963; Jensen, 1970). Ngoài ra, trong một
nghiên cứu được thiết kế bởi Sims và Ellis (1983) để điều tra sự thay đổi trong khả
năng hấp thụ phosphate kết hợp với lão hóa của Al treo hydroxide, họ đã cho thấy rằng
việc giảm cường độ ion của việc đình chỉ Al-OH bằng lọc máu được sản xuất gibbsite
và gây ra một 80- 90% giảm cực đại hấp thụ phosphate, theo tính toán của mô hình
Langmuir. Ảnh hưởng của sức mạnh ion quá trình hấp phụ photphat bởi bề mặt phụ
trách biến khác nhau tùy thuộc vào độ pH. Barrow et al. (1980b) thấy rằng, ở một độ
pH thấp hơn ZPC, hấp phụ photphat bằng goethite, trong sự hiện diện của nồng độ
khác nhau của NaCl và CaCl2, giảm với sự gia tăng nồng độ của một trong các muối.
Tuy nhiên, khi độ pH tăng lên, một điểm đã đạt được mà không có tác dụng của muối
quá trình hấp phụ. Từ thời điểm này (tức là, tại một độ pH cao hơn ZPC), tăng nồng độ
muối tăng sự bám dính, và tăng khả năng hấp thụ cao hơn trong sự hiện diện của
CaClg hơn trong sự hiện diện của NaCl. Madrid và Posner (1979) nhận thấy rằng ở pH
được cung cấp cho các ảnh hưởng của nồng độ muối quá trình hấp phụ photphat. Sau
khi nghiên cứu sự ảnh hưởng của các muối trung tính vào nồng độ ion phosphate trong
dung dịch đất, Clark và Peech (1960) nhận thấy rằng tỷ lệ hoạt động cation nhất định
và ion sản phẩm hoạt động liên quan đến Ca2 +, H +, K +, và H2PO4-không thay đổi
trong đất và đất sét đình chỉ là nồng độ chất điện tăng. Họ báo cáo rằng sự kiên trì
quan sát được của các sản phẩm hoạt động ion liên quan hoặc để phosphate
coadsorbed ion cation trao đổi trên các hạt đất hoặc sự tồn tại trong đất của hợp chất
phosphate tinh thể có một sản phẩm hòa tan nhất định. Kết quả là, sự gia tăng nồng độ
Ca ngược lại với sự giảm nồng độ phosphate. Cách giải thích này có vẻ không thực tế
bởi vì nó đòi hỏi rằng đất khả năng trao đổi cation là quá lớn nên nồng độ của các
cation trao đổi gần như độc lập với những thay đổi về nồng độ chất điện phân (Barrow,
1972). Điều này có vẻ như không thể, và do đó các sản phẩm ion kết quả là không cố
định. Nghiên cứu ảnh hưởng của các loài sức mạnh và cation ion của dung dịch ma
trận về khả năng hấp thụ phosphate bởi bốn loại đất chưa được thụ tinh tương phản,
Ryden và Syers (1975) thấy rằng sự gia tăng ion tăng cường sức mạnh phosphate hấp
phụ trong 40 giờ đầu tiên và rằng loài cation ảnh hưởng lượng hấp thụ phosphate, như
thể hiện bởi các isotherms thu được trong 10-2 M Ca và 3x10-2 hệ thống M Na. Mặc
dù pH ảnh hưởng đến số lượng của P hấp phụ, ảnh hưởng pH một mình không thể giải
thích đầy đủ sự khác biệt trong P hấp phụ. phân tích động học của các kết quả thu
được bằng cách Ryden và Syers (1975)
Một lời giải thích cho tác dụng của muối quá trình hấp phụ photphat đã được đưa ra
bởi Helyar et al. (1976a). hey nghiên cứu ảnh hưởng của các muối trên hấp thụ
phosphate bởi gibbsite ở pH 5.5 và thấy rằng việc tăng nồng độ CaClg 0-20 mM tăng
sự hấp thụ phosphate (dao động ở nồng độ thức 1-100 um). Họ mặc nhiên công nhận
rằng Ca ion trong dung dịch tăng phosphate hấp phụ bởi vì nó tạo phức với các ion
phosphate hấp phụ lân cận và làm giảm lực đẩy giữa chúng. Thực tế là Mg, K, Na và
không ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ phosphate, trong khi Ca không có tác dụng,
cho thấy một liên kết cụ thể giữa Ca và phosphate hấp phụ bởi khoáng (Helyar et al.,
1976a). Cách giải thích này dường như mâu thuẫn với những phát hiện ban đầu của
Lehr và Văn Wesemael (1952) và Clark và Peech (1960), trong đó chỉ ra rằng hấp thụ
phosphate bằng đất chua cho thấy một phản ứng nhất định không chỉ đối với sức mạnh
ion mà còn để cation loài trung tính dung dịch muối (KCl, NaNO3, Ca (N03) 2). Sự
khác biệt này của hiệu ứng của các cation trong dung dịch hấp phụ trên phosphate bởi
đất đã được giải thích bởi Helyar et al. (1976a) như sau: trong đất có chứa Ca trao đổi,
bổ sung của bất kỳ muối trung tính sẽ dẫn đến dịch chuyển của Ca vào dung dịch đó,
lần lượt, có thể dẫn đến sự gia tăng khả năng hấp thụ phosphate bằng oxit ngậm nước
của đất như đã mô tả ở trên cho khoáng chất . Cũng thế,thêm muối trung tính để đình
chỉ đất thường làm giảm độ pH của hệ thống treo (White, 1969), và điều này, lần lượt,
tăng phosphate hấp phụ các oxit ngậm nước (Muljadi et al, 1966a, b;. Kingston, 1967).
Trong một nghiên cứu thứ hai về khả năng hấp thụ phosphate bởi gibbsite là bị ảnh
hưởng bởi sự hình thành phức hợp bề mặt liên quan đến các cation hóa trị hai, Helyar
et al. (1976b) cho rằng các cation hóa trị hai với một bán kính gần 1,0 A ° tăng khả
năng hấp thụ phosphate bằng khoáng chất này. Như vậy, Ca, Cd, và Sr, đã được tìm
thấy để tăng sự hấp thụ và có tinh thể bán kính ion của 0.99, 0.99, và 1.13 Một °,
tương ứng (Pauling, 1948), có thể phù hợp với những khoang giữa các cặp ion
phosphate không có chủng . Các cation mà không ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ
phosphate, tức là, Mg, Zn, Na, K, có bán kính ion 0,66, 0,74, 0,95 và 1,33 A °, tương
ứng. Như vậy, không gian có sẵn và phụ trách hai ion hấp phụ photphat liền kề tạo
thành một phức hợp ổn định với một cation hóa trị hai nếu nó có thể tạo phối hợp trái
phiếu với hai cặp của hai nguyên tử oxy 0,5 phí cộng hưởng trong một mặt phẳng và
nếu nó có một bán kính khoảng 1.0 A °. Cách giải thích này, tuy nhiên, trái ngược với
sự sụt giảm khả năng hấp thụ phosphate báo cáo tại các giá trị pH thấp trong sự hiện
diện của muối (Colwell, 1959). Bowden et al. (1980a) đề xuất một lý do khác (mô
hình) cho phosphate hấp phụ bởi các bề mặt phụ trách biến (goethite). Họ xác định ảnh
hưởng của việc thay đổi nồng độ NaCl và CaCl2 quá trình hấp phụ photphat bằng
goethite và thử nghiệm khả năng của các mô hình của họ để mô tả các hiệu ứng. Họ
phát hiện ra rằng ở các giá trị pH thấp, tăng nồng độ của một trong các muối giảm hấp
thụ phosphate. Nhưng, với sự gia tăng độ pH, một điểm đã đạt được mà không có ảnh
hưởng của nồng độ muối quá trình hấp phụ; Tuy nhiên, ngoài điểm đó, hấp phụ
phosphate tăng lên khi nồng độ muối tăng lên. Theo mô hình của Bowden et al.
(1980a), tác dụng của các loại muối và nồng độ của nó ảnh hưởng đến sự phân bố của
điện gần bề mặt: Kết quả là, các tiềm năng tĩnh điện trong máy bay của hấp phụ sẽ
thay đổi. Ở pH thấp (bề mặt mang điện tích dương), sự gia tăng nồng độ muối giảm
tiềm năng trong mặt phẳng của hấp phụ, do đó làm giảm sự hấp thụ phosphate. Ở pH
cao (bề mặt mang điện tích âm), sự gia tăng nồng độ muối làm cho các tiềm năng
trong mặt phẳng của hấp phụ ít tiêu cực, và do đó làm tăng phosphate hấp phụ. Posner
và Bowden (1980) đã nghiên cứu isotherms hấp phụ photphat và isotherms lý thuyết
tính toán cho một loạt các giá trị pH và sức mạnh ion bằng cách sử dụng các mô hình
của Bowden et al. (1980a). Họ báo cáo rằng ở pH> ZPC, tăng sức mạnh ion chán nản
tiềm năng tĩnh điện, do đó làm giảm lực đẩy giữa các bề mặt và các ion phosphate đặc
biệt hấp thụ. Do đó, sự hấp thụ phosphate tăng với sự gia tăng sức mạnh ion. Ở pH
mạnh ion tăng khả năng hấp thụ của phosphate và dưới đây mà ngược lại xảy ra cũng
đã được báo cáo cho hai đất bề mặt tương phản khoáng và điều chỉnh nhiều cấp độ của
các giá trị pH bằng dung dịch HCl hoặc CaCO3 (Bolan et al., 1986). Nhìn chung, tăng
sức mạnh ion tăng tích điện bề mặt lưới bằng cách tăng điện tích dương và âm bên
dưới và bên trên ZPC, tương ứng. Nếu chỉ có lực lượng coulombic đã tham gia vào sự
hấp phụ ion, tăng sức mạnh ion sẽ giảm khả năng hấp thụ của P ở pH> ZPC, và ngược
lại nên được đúng đối với pH
(Ryden et al, 1977;.. Barrow et al, 1980b; Keren và O'Connor, 1982). Thực tế này cho
thấy rằng tác động của sức mạnh ion quá trình hấp phụ photphat hoạt động thông qua
ảnh hưởng của nó trên tiềm năng tĩnh điện trong ofadsorption máy bay chứ không phải
thông qua ảnh hưởng của nó trên điện bề mặt.
Trong một nghiên cứu về tác động của sức mạnh ion, pH và thời gian trên hấp thụ
phosphate bởi kaolinit và montmorillonite, Bar-Yosef et al. (1988) nhận thấy rằng việc
tăng nồng độ chất điện giảm nồng độ phosphate trong giai đoạn giải pháp trong cả hai
hệ thống đất sét. Họ cho rằng hiệu ứng này của sức mạnh ion hoạt động thông qua ảnh
hưởng của họ trên phạm vi của lớp kép khuếch tán, mà quyết định tiếp cận của ion
phosphate vào các trang web hấp phụ trên các cạnh đất sét. Năm 1983 nghiên cứu khả
năng hấp thụ phosphate bởi bốn loại đất Hawaii và báo cáo rằng sau khi bổ sung
phosphate và cân bằng trong 0,01 M CaCl2, MgCl2, hoặc dung dịch KCl nồng độ
phosphate thấp hơn rất nhiều trong các dung dịch chứa cation hóa trị hai hơn trong các
dung dịch chứa cation hóa trị một. Barrow 1984) phát hiện ra rằng trong sáu loại đất ủ
với nhiều cấp độ của CaCO3 hoặc HCl, hấp phụ photphat đo bằng 0,01 M CaCl2 là
cao hơn so với đo bằng 0,01 M NaCl. Những nghiên cứu khác Singh và Tabatabai
(1976) về ảnh hưởng của 10 giải pháp muối hấp thụ phosphate bởi sáu đất bề mặt Iowa
cho thấy khi các giải pháp equilibrating đã được thực hiện để chứa 0,01 M đối với
CaCl2, Ca (N03) 2, CaSO4, MgCl2 với , KCl, LiCl, NaCl, hoặc KHCO3, lượng P hấp
phụ của đất luôn luôn vượt quá mức hấp thụ từ một hệ thống đất nước. Kết quả của họ
cũng cho thấy rằng, ngoài các cation, anion liên quan (và có lẽ pH của hệ thống) bị
ảnh hưởng P hấp phụ của đất.
Từ các kết quả báo cáo trên, rõ ràng là các loại và nồng độ muối trong dung dịch cân
bằng, và có lẽ là khả năng trao đổi cation và các cation trao đổi của đất, ảnh hưởng
đáng kể sự hấp phụ photphat bằng đất.
2.1. Phương pháp thu thập tài liệu
