Ảnh hưởng của một số tính chất lý hóa đến đặc tính keo của khoáng sét trong đất

1.3. Ảnh hưởng của một số tính chất lý hóa đến đặc tính keo của khoáng sét trong đất

Các cation có khả năng tác động đến sự phân tán của sét thông qua cơ chế trung hòa điện tích bề mặt và làm giảm lớp điện kép của các hạt sét. Sự có mặt của các cation hóa trị cao hơn trong dung dịch thường làm cho sét bị keo tụ nhanh hơn. Nguyễn Ngọc Minh và nnk (2009) đã chứng minh rằng các cation tác động đến tốc độ keo lắng của mẫu khoáng sét (chứa chủ yếu illit) theo thứ tự cation hóa trị III > hóa trị II > hóa trị I.

Trong khi đó các anion được nhìn nhận là một trong những nguyên nhân thúc đẩy sự tán keo. Sự có mặt của các anion này làm biến đổi một phần lớp điện kép thông qua hai cơ chế: làm tăng điện tích âm trên bề mặt, hoặc cạnh tranh hấp phụ vào các vị trí mang điện tích dương trên “bề mặt rìa”. Các anion hữu cơ (humat) là keo âm, do đó khi bị hấp phụ bởi khoáng sét sẽ làm điện tích âm tổng thể của khoáng sét tăng thêm. Kết quả là các anion hữu cơ có mặt càng nhiều thì sự tán keo càng được thúc đẩy. Ảnh hưởng của các anion hữu cơ đến sự phân tán khoáng sét cũng đã được đề cập trong nhiều nghiên cứu (Shanmuganathan và Oades, 1983; Penner và Lagaly, 2001; Frenkel và nnk, 1992). Tejada và Gonzalez (2007) đã chứng minh các anion hữu cơ làm giảm tính ổn định của cấu trúc đất. Trong đất giàu hữu cơ, khoáng sét bị rửa trôi với tốc độ nhanh hơn. Hiện tượng này là do sự tán keo của khoáng sét trong dung dịch đất dưới sự ảnh hưởng của chất hữu cơ hòa tan trong đất. Trong môi trường có phản ứng axit, các anion vô cơ thường bị hấp phụ trên “bề mặt rìa”, nơi có các vị trí mang điện tích dương. Liên kết “anion – bề mặt rìa”. Vì vậy, trạng thái tán keo được thúc đẩy. Các anion hóa trị càng cao thì khả năng cạnh tranh hấp phụ vào bề mặt rìa càng lớn, và càng thúc đẩy quá trình tán keo. Khả năng thúc đẩy trạng thái tán keo tuân theo thứ tự sau: PO₄^3- > SO₄^2- > Cl^-.

Axit humic mang điện tích âm bị hấp phụ trên bề mặt sét làm giảm khả năng keo tụ của sét. Khi pH tăng, axit humic âm điện hơn do đó sẽ làm tăng thêm sự phân tán của sét. Độ chua của đất ảnh hưởng đến các quá trình xảy ra trong đất. Đối với khoáng sét, pH ảnh hưởng đến sự chuyển hóa từ khoáng này sang dạng khoáng khác, cho nên pH là nguyên nhân quan trọng trong sự tạo thành khoáng sét của đất cùng với sự kết hợp của các yếu tố khác như khí hậu, địa hình, nhiệt độ… Dưới tác động của điều kiện tự nhiên khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều, địa hình cao, dốc, đá mẹ dễ phong hóa, đặc biệt các loại đá trung tính (vôi), kiềm (mắc ma bazơ), trầm tích sét… bị phá hủy triệt để; các cation kiềm (K, Na) và kiềm thổ (Ca,…) cùng axit silicic bi rửa trôi mạnh (pH chua) thì sự tạo thành khoáng sét chủ yếu là kaolinit. Điều này phù hợp với quy luật hình thành và chuyển hóa khoáng sét của đất ferralit nhiều nhà khoáng sét và thổ nhưỡng thế giới đã nghiên cứu và khẳng định (Corens, 1938; Caller, 1950; Hardon, 1950; Groocbnop, 1974; Jackson, 1968…).

Ảnh hưởng của độ ẩm lên khoáng sét thể hiện rõ nhất khi trong đất tồn tại khoảng trương nở 2:1 (montmorillonit). Cấu trúc đất khi đủ ẩm rất tốt, do các khoáng này kết hợp với mùn dạng humatcanxi lên cũng khá bền vững. Nếu đất quá khô montmorillonit sẽ co lại mạnh làm đất nứt lẻ, khô cứng, độ ẩm cây héo lớn… làm ảnh hưởng đến sự sống của thực vật. Còn nếu đất quá ướt và thời gian quá lâu thì sự trương nở sẽ phá vỡ cấu trúc đất, gây bí và thiếu oxy.

Ngoài ra sự có mặt của các ion trong đất cũng làm ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của khoáng sét. Khoáng sét hấp phụ cation hay anion tùy thuộc vào bản chất mang điện. Nếu lượng ion để hấp phụ quá lớn thì bản thân khoáng sét có sự chọn lọc các yếu tố mang điện tích phù hợp và đẩy những ion mang điện không phù hợp. [11]

Như vậy giữa các tính chất lý – hóa học đất và khoáng sét trong đất có mối liên hệ hết sức mật thiết. Tương tác qua lại giữa khoáng sét và các thành phần khác nhau trong đất cùng với những tác động đến đặc tính keo của cấp hạt sét sẽ được tìm hiểu kỹ trong nghiên cứu này.

CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu.

Nước sông Nhuệ được lấy tại 3 vị trí khác nhau (gần khu vực trạm bơm để lấy nước tưới vào ruộng):

- Vị trí 1 (M1): 20^o55’59,94’’ VB – 105^o48’24,19’’ KĐ

- Vị trí 2 (M2): 20^o54’17,70’’ VB – 105^o48’49,35’’ KĐ

- Vị trí 3 (M3): 20^o56’16,71’’ VB – 105^o48’12,41’’ KĐ

2.2. Nội dung nghiên cứu.

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của pH, các ion (Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Cl^-, SO₄^2-, PO₄^3-) và chất hữu cơ hòa tan (axit humic) đến trạng thái keo sét trong đất nghiên cứu.

Đánh giá thực tế trạng thái keo sét trong đất lúa huyện Thanh Trì dưới ảnh hưởng của nước tưới từ sông Nhuệ.