Foszfát adszorpció vizsgálata sav-bázis folyamatok alapján
DOI:
https://doi.org/10.33038/jcegi.4953Kulcsszavak:
foszfát, adszorpciós izoterma, inflexiós pont, felületi töltés, ioncsereAbsztrakt
Jelen tanulmányban egy egyszerű módszert dolgoztunk ki a felületi ioncsere-folyamatok vizsgálatára -ahol a talajrészecskék felületéről a megkötött foszfátionok által távozó hidrogén-és hidroxidionok mennyiségét tudtuk mérni. Ezt a fajta vizsgálatot a szakirodalomban pH-változással követték -ami sokkal kevésbé pontos eredményeket ad -mint a felületi ionmérleg számítása. A talajmintákat KH2PO4oldattal rázattuk három ismétlésben 0 -4 -8 -12 -16 -20 -24 -32 -40 -48 -56 -64 -72 -88 és 100 mg/l P-tartalommal. Két óra rázást követően a mintákat centrifugáltuk és a P-tartalmat fotometriás módszerrel határoztuk meg. Az egyensúlyi oldatokfoszforkoncentrációját a talajfoszfor adszorpciós izotermájának meghatározására használtuk. Az elválasztott egyensúlyi oldatokból és az adszorpcióhoz használt eredeti oldatokból a hidrogénion-tartalmat a laboratóriumunkban tervezett nagy érzékenységű potenciometriás titrátorral -0,01 M NaOH oldat hozzáadásával határoztuk meg. A kis mennyiségű híg oldatokra kapott -más módszerekkel nehezen értékelhető titrálási görbéket egy saját fejlesztésű számítógépes programmal értékeltük ki a görbe inflexiós pontjainak -azaz az ekvivalenciapontoknak a meghatározására. Az oldatból hiányzó hidrogénionok mennyiségét a megkötött foszfor mennyiségének függvényében ábrázoltuk. Az adatok azt mutatják -hogy a talajhoz adott KH2PO4-oldat hidrogénion-tartalmának az egyensúlyi állapot után mért változása a megkötött foszfátionok mólszámának háromszorosával egyenlő. Az illesztett egyenes meredeksége 0,35, a korrelációs együttható pedig 0,95 volt. Ez azt jelenti -hogy minden egyes mólnyi megkötött foszfáthoz három mólnyi OH-ion deszorpciós folyamata vagy három mólnyi megkötött H+-ionnak megfelelő mennyiség társul. Formálisan ez a mólarány kifejezi a töltés nélküli foszforsavmolekulák kötődését a talajfelszínen. Méréseink alapján az adott körülmények között a különböző hidrogén-foszfátionok megkötésére többféle kötődési mechanizmus feltételezhető. Az eredmények azt mutatják -hogy egyes kémiai reakciók kizárhatók -bár mások megállapíthatók. A foszfátformák adszorpciója során a talajfelszínen csak ioncsere-reakciók játszódnak le -amelyek nem járnak felületi töltésváltozással -és a különböző hidrogén-foszfát anionok hidroxidionokra cserélődnek.
Hivatkozások
ASOMANING, S. K. (2020): Processes and factors affecting phosphorus sorption in soils. Sorption in 2020s, 45, 1–16.
BOHN, H. – MCNEAL, B. – O'CONNOR, G. (1980): Soil chemistry. Soil Science, 129(6), 389.
BOLT, G. H – VAN RIEMSDIJK, W. H. (1987): Surface chemical processes in soil. In: Stumn W, editor. Aquatic Surface Chemistry. New York: John Wiley and Sons; pp. 127–164
BORGGAARD, O. K. (1986): Iron oxides in relation to phosphate adsorption by soils. Acta Agriculturae Scandinavica. 36:107–118
CORDELL, D. – DRANGERT, J.O. – WHITE, S. (2009): The story of phosphorus: Global food security and food for thought. Global Environmental Change. 19:292–305. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2008.10.009
DRASKOVITS, ESZTER. (2013): Szabadföldi tartamkísérletek szerepe a foszforműtrágyázás megítélésében. Agrokémia és Talajtan, 62(2), 435–449. https://doi.org/10.1556/Agrokem.62.2013.2.19
EGNER, H. – RIEHM, H. – DOMINGO, W. R. (1960). Untersuchungen über die chemische Boden Analyse als Grundlage für die Beurteilung des Nährstoffzustandes der Boden. Kungl. Lantbrukshögskolans Annaler 26:199–215.
ELGARHY, A. H. – MAHRAN, B. N. – LIU, G. – SALEM, T. A. – ELSAYED, E. E. – IBRAHIM, L. A. (2022): Comparative study for removal of phosphorus from aqueous solution by natural and activated bentonite. Scientific Reports, 12(1), 19433. http://dx.doi.org/10.1038/s41598-022-23178-w
LOCH, J. – NOSTICIZIUS, Á. (2004): Agrokémia és Növényvédelmi kémia. Mezőgazdasági kiadó, Budapest. pp. 81.
KRASSOVÁN, K. – IMRE, K. – GELENCSÉR, A. (2013): Apadó foszfátkészletek–az intenzív élelmiszertermelés alkonya?. Iskolakultúra, 13(12), 101–108.
Microcal Origin 6.0 (Microcal Software, Inc, 1991–1999)
SCHWERTMANN, U. – KODAMA, H. – FISCHER, W. R. (1986): Mutual interactions between organics iron oxides. In: Huang PM, Schnitzer M, editors. Interactions of Soil Minerals with Natural Organics and Microbes. Soil Science Society of America, Madison, WI. pp. 223–250. https://doi.org/10.2136/sssaspecpub17.c7
SIEBIELEC, G. – UKALSKA-JARUGA, A. – KIDD, P. (2014): Bioavailability of Trace Elements in Soils Amended with High-Phosphate Materials. PHOSPHATE in Soils: Interaction with Micronutrients, Radionuclides and Heavy Metals; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, pp. 237–268
SYERS, J. K. (1983): Cornforth IS. Chemistry of soil fertility. In: New Zealand Institute of Chemistry Annual Conference, Hamilton
TOLNER, L. – WAHDAN, A. – FÜLEKY, GY. (1996): A talajban adszorbeálódott foszfáttartalom többlépéses deszorpciójának modellezése. Modelling of the Multistep Desorption of the Phosphate Content Adsorbed by the Soil. Agrokémia és Talajtan 45. 295–306.
TOLNER, L. – FÜLEKY, GY. (1995): Determination of the Originally Adsorbed Soil Phosphorus by Modified Freundlich Isotherm. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 26. 1213–1231. https://doi.org/10.1080/00103629509369365
Letöltések
Megjelent
Folyóirat szám
Rovat
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
