Nghiên cứu ảnh hưởng của ph, một số ion và chất hữu cơ hòa tan đến trạng thái keo sét trong đất lúa huyện thanh trì, hà nội

 Địa chất – địa mạo: Toàn huyện có 6 loại đất chính sau: - Đất phù sa không được bồi, glây yếu: Diện tích khoảng 2422 haphân bố ở những nơi có địa hình cao và trung bình, tập trung ở cá

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-NGUYỄN QUANG HUY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA pH, MỘT SỐ ION VÀ CHẤT HỮU CƠ HÒA TAN ĐẾN TRẠNG THÁI KEO SÉT TRONG ĐẤT LÚA HUYỆN THANH TRÌ, HÀ NỘI

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN NGỌC MINH

Hà Nội - 2013

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa Khoa học Môi trường cùng các thầy cô giáo khoa Khoa học Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn.

Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm, động viên, đóng góp ý kiến giúp tôi trong quá trình hoàn thành bài luận văn này.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 12 năm 2013

Tác giả

Nguyễn Quang Huy

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1 Vị trí địa lý, điều kiện khí hậu – địa chất – thủy văn huyện Thanh Trì 2

1.1.1 Vị trí địa lý 2

1.1.2 Điều kiện khí hậu – thủy văn 2

1.2 Keo đất và khả năng hấp phụ của đất 4

1.2.1 Khái niệm 4

1.2.2 Đặc tính cơ bản của keo đất 5

1.2.3 Phân loại keo đất 8

1.2.4 Các loại keo sét trong đất 14

1.3 Ảnh hưởng của một số tính chất lý hóa đến đặc tính keo của khoáng sét trong đất 19

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.22 2.1 Đối tượng nghiên cứu 22

2.2 Nội dung nghiên cứu 22

2.3 Phương pháp nghiên cứu 22

2.3.1 Tách cấp hạt sét 22

2.3.2 Xác định các tính chất lý – hóa học cơ bản của đất 23

2.3.3 Tách chiết axit humic 23

2.3.4 Xác định thành phần khoáng sét 23

2.3.5 Thí nghiệm phân tán trong ống nghiệm 24

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26

3.1 Một số đặc tính lý – hóa học cơ bản của đất nghiên cứu 26

3.2 Thành phần khoáng sét trong mẫu đất nghiên cứu 28

3.3 Ảnh hưởng của pH, các ion và chất hữu cơ hòa tan đến trạng thái keo sét trong đất nghiên cứu 30

3.3.1 Ảnh hưởng của pH 30

3.3.2 Ảnh hưởng của cation 32

3.3.3 Ảnh hưởng của anion 35

3.3.4 Ảnh hưởng của axit humic 38

3.4 Ảnh hưởng của nước tưới tới trạng thái keo sét trong đất nghiên cứu 40

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

PHỤ LỤC 51

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Vai trò của kích thước hạt trong sự hình thành diện tích bề mặt của đất thịt

trung bình 6

Bảng 2: Sự ngưng tụ keo sét phụ thuộc hoá trị chất điện giải 8

Bảng 3: Một số tính chất cơ bản của mẫu đất nghiên cứu tại xã Đại Áng 26

Bảng 4: Thành phần cấp hạt của các tầng đất (USDA) 27

Bảng 5: Kết quả đo độ truyền qua dưới ảnh hưởng của pH 30

Bảng 6: Kết quả đo độ truyền qua dưới ảnh hưởng của Na+ 32

Bảng 7: Kết quả đo độ truyền qua dưới ảnh hưởng của Ca2+ 33

Bảng 8: Kết quả đo độ truyền qua dưới ảnh hưởng của Al3+ 34

Bảng 9: Kết quả đo độ truyền qua dưới ảnh hưởng của Cl- 36

Bảng 10: Kết quả đo độ truyền qua dưới ảnh hưởng của SO42- 36

Bảng 11: Kết quả đo độ truyền qua dưới ảnh hưởng của PO43- 37

Bảng 12: Kết quả đo độ truyền qua dưới ảnh hưởng của axit humic 38

Bảng 13: Kết quả phân tích thành phần nước tưới từ sông Nhuệ 40

Bảng 14: Kết quả đo độ truyền qua dưới ảnh hưởng của 3 mẫu nước tưới 41

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Sơ đồ cấu tạo mixen keo (theo N.I Gorbunov) 5

Hình 2: Sơ đồ cấu tạo keo âm (theo Gorbunov) 9

Hình 3: Sơ đồ cấu tạo keo dương (theo Gorbunov) 10

Hình 4: Sơ đồ cấu tạo keo axit humic (theo Gorbunov) 11

Hình 5: Sơ đồ cấu tạo keo nhôm silicat (theo Gorbunov) 12

Hình 6: Sơ đồ cấu tạo khối tứ diện oxit silic, phiến oxit silic và khối bát diện, phiến gipxit 15

Hình 7: Sơ đồ cấu trúc kaolinit 16

Hình 8: Sơ đồ cấu trúc montmorilonit 17

Hình 9: Sơ đồ cấu trúc của hydromica 18

Hình 10: Nhiễu xạ đồ X-ray của mẫu đất nghiên cứu (độ sâu 0 – 25 cm) 29

Hình 11: Ảnh hưởng của pH lên khả năng phân tán của khoáng sét 31

Hình 12: Ảnh hưởng của Na+ lên khả năng phân tán của khoáng sét 33

Hình 13: Ảnh hưởng của Ca2+ lên khả năng phân tán của khoáng sét 34

Hình 14: Ảnh hưởng của Al3+ lên khả năng phân tán của khoáng sét 35

Hình 15: Ảnh hưởng của Cl- lên khả năng phân tán của khoáng sét 36

Hình 16: Ảnh hưởng của SO42- lên khả năng phân tán của khoáng sét 37

Hình 17: Ảnh hưởng của PO43- lên khả năng phân tán của khoáng sét 37

Hình 18: Ảnh hưởng của axit humic đến khả năng phân tán của sét 39

LỜI MỞ ĐẦU

Sự tồn tại của khoáng sét trong môi trường nước sẽ hình thành một hệ keo,

có thể là hệ tán keo (phân tán) hay hệ tụ keo (keo tụ) Hệ tán keo tạo ra trạng tháibền vững nhiệt động cho dung dịch Trong khi đó, hệ tụ keo là không bền vững vềmặt nhiệt động và có xu hướng tạo ra các đoàn lạp liên kết lớn hơn thông qua quátrình tái liên kết của các hạt để làm giảm sức căng bề mặt Trạng thái tồn tại củakhoáng sét (tán keo, tụ keo) trong đất sẽ quyết định độ bền cơ học của đất, khả nănggiữ nước, giữ dinh dưỡng cũng như khả năng tích lũy KLN trong đất Các yếu tốmôi trường như pH, các ion, chất hữu cơ hòa tan có khả năng tác động tới khoángsét thông qua nhưng cơ chế riêng biệt và ảnh hưởng tới dạng tồn tại của khoáng sét

Môi trường đất trồng lúa nước là một dạng môi trường đặc thù Việc dẫnnước vào ruộng đã làm giảm rất mạnh quá trình trao đổi khí thông thường giữa đất

và khí quyển Do canh tác trong điều kiện ngập nước, trạng thái khử chiếm ưu thếtrong đất làm cho tính chất của đất diễn biến theo chiều hướng khác nhiều so với đấtban đầu khi chưa trồng lúa, hình thành loại đất mới với những đặc tính đặc trưng.Tác động của nước tưới đối với môi trường đất lúa không chỉ dừng lại ở việc làmthay đổi trạng thái ngập nước mà thành phần nước tưới, tính chất nước tưới cũnggây ra những ảnh hưởng nhất định

Trên cơ sở đó đề tài:”Nghiên cứu ảnh hưởng của pH, một số ion và chất

hữu cơ hòa tan đến trạng thái keo sét trong đất lúa huyện Thanh Trì, Hà Nội”.

Được thực hiện với mục đich xác định động thái, dạng tồn tại của khoáng sét trongcác điều kiện môi trường khác nhau Nghiên cứu là tiền đề cần thiết cho các phântích về sự tích lũy hoặc đồng di chuyển của KLN và khoáng sét trong đất sau này,qua đó tìm ra các giải pháp hạn chế ô nhiễm KLN cũng như hạn chế nguy cơ mấtsét, mất dinh dưỡng trong đất khu vực

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Vị trí địa lý, điều kiện khí hậu – địa chất – thủy văn huyện Thanh Trì

1.1.1 Vị trí địa lý

Thanh Trì là một huyện nằm ở phía Đông nam Hà Nội, với diện tích63,17km2 Huyện có 1 thị trấn và 15 xã

- Phía Bắc giáp quận Hoàng Mai

- Phía Tây Bắc giáp quận Thanh Xuân

- Phía Tây giáp Hà Đông

- Phía Đông giáp huyện Gia Lâm

- Phía Nam giáp Thanh Oai, Thường Tín

1.1.2 Điều kiện khí hậu – thủy văn

 Khí hậu

Huyện Thanh Trì nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với 2 mùa chủyếu trong năm: Mùa nóng và mùa lạnh Các tháng 4, 10 được coi như những thángchuyển tiếp tạo cho Thanh Trì có 4 mùa Xuân, Hạ, Thu, Đông

Nhiệt độ trung bình của năm là 23,90C Nắng trung bình năm 1640 giờ Bức

xạ trung bình 4272 Kcal/m2/tháng Lượng mưa trung bình năm 1649 mm, lượng bốchơi trung bình năm 938 mm Độ ẩm không khí trung bình năm 83% Trong năm cóhai mùa gió chính: Gió mùa Đông nam và gió mùa Đông bắc Hàng năm chịu ảnhhưởng trực tiếp của khoảng 5 – 7 cơn bão Bão mạnh nhất lên tới cấp 9, cấp 10 Bãothường trùng với thời kỳ nước sông Hồng lên cao đe dọa không chỉ sản xuất nôngnghiệp và cả đời sống của người dân

Do chịu ảnh hưởng mạnh của gió mùa nên khí hậu ở đây biến động thấtthường, ảnh hưởng sâu sắc tới mùa vụ trong sản xuất nông nghiệp và cả quá trìnhsinh trưởng của các loại cây trồng Thanh Trì có mùa đông lạnh và khô nhưng chỉtrong thời gian ngắn đầu mùa Đông, đầu mùa Xuân nhiệt độ không khí đã ẩm lên,

có mưa phùn lên độ ẩm cao phù hợp với các loại rau, quả ôn đới phát triển Nếuđảm bảo được các điều kiện vật tư, kỹ thuật có thể phát triển cây vụ Đông rải rộngtrên diện tích đất canh tác của huyện

 Thủy văn.

Trên địa bàn huyện có các sông lớn chảy qua như sông Hồng, sông Nhuệ,sông Tô Lịch, sông Ngừ, sông Sét, sông Kim Ngưu… Bên cạnh đó còn có một diệntích lớn hồ đầm với các hồ đầm như Yên Sở, Linh Đàm, Định Công, Pháp Vân

Chế độ thủy văn của các sông trong huyện chịu ảnh hưởng trực tiếp hoặcgián tiếp của chế độ thủy văn sông Hồng và được phân thành 2 mùa khá rõ rệt: Mùa

lũ từ tháng 6 đến tháng 10, và mùa cạn từ tháng 5 năm sau

 Địa chất – địa mạo:

Toàn huyện có 6 loại đất chính sau:

- Đất phù sa không được bồi, glây yếu: Diện tích khoảng 2422 haphân bố ở những nơi có địa hình cao và trung bình, tập trung ở các xã Định Công,Đại Kim, Thanh Liệt, Hoàng Liệt, Tam Hiệp… Đất có màu nâu tươi hay nâu xám,

pH từ trung tính đến ít chua, thành phần cơ giới từ cát pha đến thịt nặng, các chấtdinh dưỡng tổng số từ khá đến giàu, các chất dễ tiêu khá Đây là loại đất thuận lợicho phát triển cây thực phẩm, cây lương thực và các loại hoa màu

- Đất phù sa không được bồi có glây: Diện tích 1715 ha, phân bố tậptrung ở các xã Tả Thanh Oai, Đại Áng và Tân Triều, nằm ở nơi có địa hình thấp.Đất có glây màu xám xanh, dẻo, thành phần cơ giới trung bình đến nặng, độ phìnhiêu tiềm tàng khá, nghèo lân dễ tiêu

- Đất phù sa ít được bồi, trung tính, kiềm yếu: Diện tích 739 ha phân

bố ở dải đất ngoài đê sông Hồng thuộc các xã Lĩnh Nam, Trần Phú, Yên Mĩ, Duyên

Hà và Vạn Phúc Phần lớn loại đất này có thành phần cơ giới cát pha, khả năng giữmàu, giữ nước kém và không bị chua

- Đất phù sa không được bồi, glây mạnh: Diện tích 60 ha nằm rải rác

ở những nơi trũng, lòng chảo thuộc các xã Đại Kim, Thanh Liệp, Tứ Hiệp và NgũHiệp, hàng năm bị ngập nước liên tục vào mùa hè, nên đất thường ở trong tình trạngyếm khí, tỷ lệ mùn khá, độ chua pH từ 4,5 – 6 do ảnh hưởng của chất hữu cơ chưaphân giải

- Đất phù sa được bồi hàng năm trung tính kiềm yếu: Diện tích 197

ha, phân bố thành dải đất dọc theo bờ sông Hồng ở các xã Thanh Trì, Lĩnh Nam,Vạn Phúc, Yên Sở và Duyên Hà Nơi có địa hình cao, đất có thành phần cơ giới

nhẹ, nơi đất thấp có thành phần cơ giới trung bình đến nặng Nhìn chung loại đấtnày là một trong những loại đất tốt, chủ yếu trồng màu và những cây công nghiệpngắn ngày, có năng suất cao.

- Đất cồn cát, bãi ven sông: Diện tích 99 ha nằm ở ngoài bãi sôngHồng thuộc xã Vạn Phúc, Thanh Trì, Lĩnh Nam Hàng năm, nước ngập bãi cát đượcbồi thêm hoặc bị cuốn đi, do đó địa hình địa mạo luôn bị thay đổi Cát có phản ứngtrung tính, độ phì kém Hiện tại một phần nhỏ diện tích được sử dụng khai thác cátphục vụ xây dựng, còn lại bỏ hoang

- Khu vực đất còn lại gồm: Đất có mặt nước, sông suối, đất khu dân

cư có tổng diện tích 4160 ha

1.2 Keo đất và khả năng hấp phụ của đất [1]

1.2.1 Khái niệm

Ðất là một hệ thống đa phân tán phức tạp bao gồm các hạt có kích thướckhác nhau Keo đất là những hạt rất ít tan trong nước, có đường kính rất nhỏ Vềkích thước của hạt keo giữa một số tác giả không thống nhất Theo Garrison Sposito(1939) đường kính hạt keo dao động từ 0,01 - 10 mm (1 mm = 10-6 m), hoặc nhỏ hơn

1 mm theo Brian L McNeal (1966), hoặc nhỏ hơn 0,2 mm theo A.E Vozbutskaia(1968) hoặc bán kính nhỏ hơn 1 mm theo Van Olphen (1977), Do kích thước củakeo nhỏ như thế nên chúng thường lơ lửng trong dung dịch, có thể chui qua giấy lọcphổ thông và chỉ quan sát được cấu tạo của chúng bằng kính hiển vi điện tử Sốlượng keo trong đất rất khác nhau tuỳ theo loại đất, từ 1 – 2% (đất cát) đến 40 –50% khối lượng đất (đất sét nặng) Ngay cả khi có hàm lượng rất nhỏ trong đất, keođất vẫn là đại diện chủ yếu cho khả năng hấp phụ của đất

Trong đất có keo vô cơ, keo hữu cơ và keo phức tạp hữu cơ – vô cơ Nhữngkeo vô cơ được tạo thành do tác dụng phong hoá đá hoặc do sự ngưng tụ các phân

tử trong dung dịch, keo hữu cơ tạo thành do quá trình biến hoá xác hữu cơ trong đất.Keo vô cơ kết hợp với keo hữu cơ thành keo hữu cơ – vô cơ

Cấu tạo chung của keo đất (hình 1) như sau: Phần trong cùng của hạt keo

(mixen keo) là nhân keo, đó là một hợp chất phức tạp có cấu tạo vô định hình hoặctinh thể Thông thường keo vô cơ có nhân là axit silisic, nhôm silicat, oxít sắt, oxítnhôm Keo vô cơ bền, nó chỉ bị phá huỷ sau một thời gian dài Keo hữu cơ có nhân

là axit humic, axit fulvic, protit hoặc xenlulo Keo hữu cơ kém bền, nó có thể bị pháhuỷ rồi lại tạo thành ngay từ các sản phẩm phân giải xác động, thực vật

Ion

Ion

Nh©n Ion

-+ +

+

+ +

+

+

+ +

Hình 1: Sơ đồ cấu tạo mixen keo (theo N.I Gorbunov)

Theo Gorbunov keo đất có cấu tạo như sau: Trong cùng là nhân keo, trên mặtnhân keo có lớp điện kép, lớp nằm sát hạt nhân gọi là lớp ion quyết định thế, lớp ionngoài mang điện trái dấu gọi là lớp ion bù Ða số ion của lớp ion bù nằm sát lớp ionquyết định thế gọi là tầng ion không di chuyển, những ion còn lại nằm xa cách tầngion quyết định thế làm thành tầng ion khuếch tán

Ða số keo đất có lớp ion quyết định thế mang điện âm Ðiều cần lưu ý làtrong đất những ion trên lớp điện bù có thể trao đổi với những ion trong dung dịchtiếp xúc với nó nên gọi là "tầng ion trao đổi" Tổng số cation trên tầng ion trao đổitính bằng số ly đương lượng gam (meq) trong 100 gam đất khô gọi là dung tích hấpphụ của đất

Keo đất giữ vai trò rất quan trọng vì chúng quyết định nhiều tính chất cơ bảncủa đất về mặt lý học, hoá hoc, đặc biệt là đặc tính hấp phụ của đất Bởi vậy những

lý luận về keo được vận dụng rộng rãi trong lĩnh vực phân loại đất, cải tạo đất vàbón phân cho đất

1.2.2 Đặc tính cơ bản của keo đất

Khi nghiên cứu keo đất người ta thấy có 4 đặc tính quyết định nhiều tính chất

cơ bản của đất là:

a Keo đất có tỷ diện lớn

Tỷ diện là tổng số diện tích bề mặt của một đơn khối lượng (g) hoặc một đơn

vị thể tích (cm3) Diện tích bề mặt của các hạt có kích thước khác nhau được thểhiện ở bảng 1 Keo đất có kích thước rất bé nên tỷ diện của nó rất lớn Theo số liệu

ở bảng 1, số lượng keo đất chỉ bằng 4% khối lượng pha rắn của đất, nhưng có diện

tích bề mặt bằng 80% tổng diện tích bề mặt của đất Như vậy đất sét có tỷ diện lớn

Diện tích bề mặt(m2/1g đất)

b Keo đất có năng lượng bề mặt

Các phân tử trong hạt keo chịu những lực tác động xung quanh như nhau nênkhông có gì đặc biệt Phân tử trên bề măt hạt keo chịu các lực tác động xung quanhkhác nhau vì nó tiếp xúc với thể lỏng hoặc thể khí bên ngoài Do các lực này khôngthể cân bằng lẫn nhau được, từ đó sinh ra năng lượng tự do, sinh ra năng lượng bềmặt chỗ tiếp xúc giữa các hạt keo với môi trường xung quanh Thành phần cơ giớiđất càng nặng thì tỷ diện càng lớn và do đó năng lượng bề mặt càng lớn, khả nănghấp phụ vật chất càng cao

c Keo đất có mang điện

Ðây là một đặc tính rất quan trọng của keo đất mà các hạt đất có kích thướclớn không có Do hạt keo có kích thước rất nhỏ nên hạt nhân của keo có thể hấp phụlên trên bề mặt các ion khác nhau Sự hấp phụ này phụ thuộc vào bản chất của keo.Tuỳ thuộc vào cấu trúc của hạt keo mà keo đất có thể mang điện âm hoặc điệndương Trong đất có keo âm, keo dương và keo lưỡng tính Phần lớn keo đất mangđiện âm

d Trạng thái tồn tại của keo đất

Keo đất có thể tồn tại ở hai trạng thái khác nhau: Trạng thái keo tán (sol) vàtrạng thái keo tụ (gel) Khi những hạt keo phân bố trong một thể tích nước thì chúngnằm xa cách nhau, đó là trạng thái sol (hay hydrosol) Trong trường hợp này môitrường phân tán là nước, tướng phân tán là các hạt keo Như thế sol chỉ keo ở trạngthái lơ lửng trong chất lỏng Hiện tượng này do các nguyên nhân: Do thế điện động(điện thế zeta) làm cho các hạt keo đẩy nhau không tiến lại gần nhau được, hoặc domàng nước bao bọc ngoài keo ngăn cản không cho chúng dính liền nhau Songtrong thiên nhiên lại có cả quá trình ngưng tụ, nghĩa là quá trình biến sol thành gel.Quá trình này chỉ xảy ra khi keo bị trung hoà điện hoặc sức hút giữa chúng lớn hơnsức đẩy Sự ngưng tụ keo có thể do những nguyên nhân chính sau:

+ Keo ngưng tụ do tác dụng của chất điện giải: Đây là nguyên nhân chủyếu Ion chất điện giải tiếp xúc với hạt keo, điện của keo sẽ bị trung hoà bởi ionmang điện trái dấu Ta biết, đa số keo đất mang điện âm nên nói chung chúng bịngưng tụ do có cation trong dung dịch đất Do chất điện giải là một muối, các ioncủa muối này hydrat hoá lấy nước của hạt keo, làm giảm bề dày màng nước giúpcho chúng có thể gần nhau; mặt khác ion muối ngăn cản khả năng điện phân củacác cation trao đổi làm giảm điện thế zeta Cả 2 nguyên nhân đó dẫn tới hiệntượng keo đất liên kết với nhau mà ngưng tụ Hoá trị của cation càng cao thì sứcngưng tụ keo càng mạnh Nghiên cứu sự ngưng tụ keo sét Gedroiz thấy rằng sứcngưng tụ của cation hoá trị 2 lớn gấp 25 lần cation hoá trị 1, cation hoá trị 3 gấp

10 lần cation hoá trị 2 (bảng 2) Các cation hoá trị 1 như Na+, K+, H+ có tác dụngngưng tụ nhưng không bền, khi chất điện giải trong dung dịch bị rửa trôi thì xảy

ra hiện tượng tán keo

Bảng 2: Sự ngưng tụ keo sét phụ thuộc hoá trị chất điện giải

Hoá trị Chất điện giải Nồng độ chất điện giải khi

keo bắt đầu ngưng tụ (N)1

11

NaCl

NH4ClKCl

0,015 - 0,01250,025 - 0,01250,025 - 0,0125

22

MgCl2CaCl2

0,0012 - 0,00050,0012 - 0,00053

3

AlCl3FeCl3

< 0,000125

< 0,000125

+ Keo ngưng tụ do hiện tượng mất nước: Tuỳ khả năng giữ nước người ta

chia keo thành keo ưa nước và keo ghét nước Keo ưa nước trên bề mặt có nhữngphân tử nước hoặc chất lỏng như dung dịch đất Những keo ưa nước như gelatin,axit silicic, nhựa cây, một vài chất hữu cơ trong đất, một số keo sét Keo ghétnước như hydroxít sắt, kaolinit Chúng không có màng nước xung quanh nên dễngưng tụ, chỉ cần dùng dung dịch muối nồng độ thấp Trái lại các keo ưa nước chỉngưng tụ trong trường hợp chất điện giải ở nồng độ cao Những lúc thời tiết hanhkhô hoặc hạn hán kéo dài làm cho đất khô thì keo ưa nước cũng có thể ngưng tụ domàng nước quanh nó bị mất

+ Keo ngưng tụ do sự liên kết hai hạt keo mang điện trái dấu: Như trên đãnói, đa số keo đất mang điện âm Tuy nhiên vẫn gặp một số keo mang điện dươngnhư keo Fe(OH)3, Al(OH)3, khi keo âm và keo dương kết hợp với nhau, sau lúctrung hoà điện tạo thành gel hỗn hợp Nếu số lượng keo âm nhiều gấp bội keodương thì các keo âm bao bọc keo dương tạo thành màng bảo vệ mang điện âm, kếtquả lại tạo thành sol

1.2.3 Phân loại keo đất

Những keo đất phổ biến là axit humic, axit silicic, hydroxit sắt, nhôm và keosét Nói chung hàm lượng keo phụ thuộc tỷ lệ sét và mùn trong đất, đất càng nhiều sét

và mùn thì càng chứa nhiều keo Người ta phân loại keo đất dựa vào các yếu tố sau:

a Dựa vào tính mang điện

Theo tính mang điện của keo, có thể chia keo đất thành các loại: Keo âm,keo dương và keo lưỡng tính

+ Keo âm (asidoit)

Trên mặt nhân keo mang điện âm hay nói cách khác là lớp ion quyết định thế

là những anion Các ion trên lớp điện bù là H+ hoặc các cation khác Ký hiệu keo

âm là X-H Trong đất, keo âm chiếm đa số Thường gặp là axit silicic, axit humic,keo sét Ví dụ cấu tạo keo axit silicic như hình 2 Phân tử axit silicic trên bề mặthạt nhân phân ly thành các ion:

H2SiO3 = 2H+ + SiO3Anion SiO32- được hấp phụ ngay trên bề mặt hạt nhân làm thành tầng ion quyết địnhthế H+ là ion bù phân phối ở tầng ion không di chuyển và khuếch tán

2-SiO2 yH2O

Nh©n

+ + + +

2-khuÕch

Hình 2: Sơ đồ cấu tạo keo âm (theo Gorbunov)

+ Keo dương (Basidoit)

Trên lớp ion quyết định thế hiệu là các cation, còn ở lớp điện bù là ion OH

-và các anion khác Ký hiệu keo dương là X-OH Các keo dương thường gặp trongđất là Fe(OH)3, Al(OH)3 (trong môi trường axit) Cũng có thể là kaolinit do quátrình ion hoá tạo thành keo dương:

O3SiO2(OH)Al2(OH)3 D [ O3SiO2(OH)Al2(OH)2]+ + OH

-Ví dụ cấu tạo keo Fe(OH)3 (hình 3)

+ + + + +

Hình 3: Sơ đồ cấu tạo keo dương (theo Gorbunov)

Keo này tạo thành do sự thuỷ phân FeCl3

FeCl3 + 3H2O D Fe(OH)3 + 3HClHạt nhân keo tạo nên do nhiều phân tử Fe(OH)3 Những phân tử Fe(OH)3trên bề mặt hạt nhân phản ứng với HCl tạo thành FeOCl:

Fe(OH)3 + HCl D FeOCl + H2OFeOCl là chất điện giải nên ion hoá:

FeOCl D FeO+ + Cl Cation FeO+ được hấp phụ ngay trên bề mặt hạt nhân làm thành lớp ionquyết định thế Các anion Cl- được phân bố ở tầng ion trao đổi

-+ Keo lưỡng tính (Ampholitoit)

Keo này mang điện âm hay dương phụ thuộc vào phản ứng của môi trườngxung quanh Các ion trao đổi có thể là H+, OH- hoặc các ion khác Ký hiệu keo này

là X-O-H Các keo lưỡng tính trong đất thường gặp là Fe(OH)3, Al(OH)3, Ví dụ:Đối với keo Fe(OH)3, khi pH < 7,1 biểu hiện keo dương, nhưng khi pH > 7,1 biểuhiện keo âm (keo này có điểm đẳng điện tại pH = 7,1):

Fe(OH)3 + HCl  Fe(OH)2+ + Cl- +H2O (keo dương)

Fe(OH)3 + NaOH  Fe(OH)2O- + Na+ + H2O (keo âm)Ðối với keo Al(OH)3 khi pH < 8,1 biểu hiện keo dương, khi pH > 8,1 là keo âm(điểm đẳng điện của keo tại pH = 8,1):

Al(OH)3 + HCl  Al(OH)2 + Cl- + H2O (keo dương)Al(OH)3 + NaOH  Al(OH)2O- + Na+ + H2O (keo âm)

b Dựa vào thành phần hoá học

Dựa vào thành phần hoá học có thể chia keo đất thành các loại: Keo hữu cơ,keo vô cơ và keo hữu cơ – vô cơ

+ Keo hữu cơ

Keo hữu cơ tạo thành do sự biến hoá xác sinh vật trong đất Nói chung lớpđất mặt chứa nhiều keo hữu cơ hơn các lớp dưới Các keo hữu cơ thường gặp là axithumic, axit fulvic, lignin, protit, xellulo, nhựa và các hợp chất hữu cơ phức tạpkhác Những nguyên tố chủ yếu cấu tạo nên keo hữu cơ là C, H, O, N, S, P và mộtlượng nhỏ Na, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si Ví dụ cấu tạo keo axit humic (hình 4)

R(COOH)n

Nh©n

+ + + +

-Hình 4: Sơ đồ cấu tạo keo axit humic (theo Gorbunov)

+ Keo vô cơ (keo khoáng)

Chủ yếu là keo nhôm silicat được hình thành do kết quả phá huỷ đá vàkhoáng vật tạo thành Thành phần hoá học của keo này gồm:

+ Keo hữu cơ – vô cơ

Các keo hữu cơ ít ở trạng thái tự do mà thường liên kết chặt với các chấtkhoáng hoặc các keo vô cơ tạo thành keo hữu cơ – vô cơ phức tạp Theo L.N

Alexandrova (1994) các hợp chất hữu cơ vô cơ trong đất được chia thành 3 nhóm:Các muối dị cực, các muối phức dị cực và các phức chất hấp phụ.

Nh©n

+ + + +

H +

Hình 5: Sơ đồ cấu tạo keo nhôm silicat (theo Gorbunov)

- Muối dị cực (muối đơn giản): Khi các axit mùn phản ứng với phần vô cơcủa đất tạo thành các muối dị cực hay các humat hoặc fulvat Các muối này có côngthức cấu tạo chung như sau:

Si O Ca OOC

R

Si O Ca OOC

SiOCaCOO

SiOCaCOO

Các humat canxi không tan có thể kết tủa và hình thành các màng trên bềmặt các hạt keo

- Muối phức dị cực được hình thành do phản ứng giữa các ion sắt, nhôm vớiaxit mùn để hình thành muối phức, trong muối này kim loại tham gia vào phầnanion của phân tử Hợp chất phức này vẫn còn các nhóm cacboxyl và nhómhydroxyl phenol tự do, các nhóm này có thể tiếp tục phản ứng với phần vô cơ củađất để tạo thành các muối dị cực đơn giản

L.N Alexandrova (1994) gọi những hợp chất có bản chất kép như vậy làmuối phức dị cực Muối này có cấu tạo như sau:

Trong đó Me là Fe3+, Al3+ Các nhóm cacboxyl và nhóm hydroxyl phenol tự

do có thể phản ứng với các cation kiềm và kiềm thổ trong đất

- Phức chất hấp phụ là các sản phẩm của sự tương tác giữa các chất mùn vớicác khoáng vật dạng tinh thể hoặc vô định hình của đất hoặc các sản phẩm hữu cơ

vô cơ hấp phụ các chất mùn bằng phần vô cơ Các phức hệ sét mùn cũng là phứcchất hấp phụ Ðại diện cho các phức hấp phụ trong đất là phức mùn với nhôm và sắt(a), phức mùn silic (b) và phức hệ sét mùn (c)

OH

Me1+

(b) Phức mùn silic

OH [RMe]

OH R

O - .[RMe]

COO O

Me OOC

O

R

(COOH)n-1

(OH)m-1(COOH)n

(OH)m

COO O

Me

(c) Phức hệ sét mùn

1.2.4 Các loại keo sét trong đất

Các keo sét thuộc loại keo vô cơ, là các khoáng vật thứ sinh alumin silicat,được hình thành do sự biến đổi từ các khoáng vật nguyên sinh trong quá trìnhphong hoá hình thành đất, phân bố rộng rãi trong các loại đất Các khoáng vật này làthành phần chủ yếu của cấp hạt sét vì vậy chúng được gọi là các khoáng vật sét.Chúng được phân biệt với nhau bởi mức độ phân tán cao, không tan trong nước

Trong đất có nhiều loại keo sét, nhưng trong chúng có vai trò quan trọng nhất

là các keo sét nhóm kaolinit, montmorilonit và hydromica

a Ðặc điểm chung của keo sét

Ðặc điểm chung của các keo sét là chúng có cấu tạo lớp giống như mica và

tử oxi Như thế thì khi ghép thành phiến hai bên là hai lớp oxi, giữa là lớp silic

- Phiến gipxit: Phiến này được tạo thành do sự gắn liền các khối bát diện vớinhau Mỗi khối bát diện chính giữa có một nguyên tử Al, xung quanh có 6 oxi hay 6

OH- hoặc vừa oxi vừa OH- (hình 6).

+ Hiện tượng thay thế đồng hình

- Ở một số khoáng vật, trong đó có các khoáng vật sét (keo sét) có hiệntượng một số nguyên tố trong mạng lưới tinh thể của chúng có thể bị các nguyên tốkhác ở bên ngoài vào thay thế Sự thay thế này không làm thay đổi hình dạng củakhoáng vật mà chỉ thay đổi tính chất Vì thế gọi là hiện tượng thay thế đồng hình

oxi

Si

oxi Si

gặp ở keo sét là Al3+ thế Si4+ hoặc Mg2+ thế Al3+ vì vậy keo sét mang điện âm có thểhấp phụ cation.

b Ðặc điểm của các nhóm keo sét chính

+ Nhóm kaolinit:

- Nhóm này gồm keo kaolinit và haluzit, metahaluazit, dikkit và nakrit

- Cấu trúc tinh thể loại hình 1:1, mỗi lớp tinh thể (tinh tầng) gồm một phiếnoxit silic và một phiến gipxit Những lớp tinh thể như vậy chồng xếp lên nhau, giữa

chúng có các khe hở làm cho kaolinit có cấu trúc lớp (hình 7)

- Theo hình vẽ cấu trúc của kaolinit, nhân cơ bản của mạng lưới tinh thể keotrung hoà về điện và có công thức tương ứng là Al2Si2O5(OH)4, nhưng bề mặt sườn

lộ trần khi phá huỷ có hoá trị không bão hoà gây ra sự hấp phụ các ion từ môitrường xung quanh Haluazit khác với kaolinit bởi sự tồn tại của nước trong mạnglưới tinh thể, cấu trúc của nó phù hợp với công thức Al2Si2O5(OH)4.2H2O Haluazitkhi bị hydrat hoá sẽ biến thành metahaluazit Al2Si2O5(OH)4.4H2O Dikkit và nakritkhác với kaolinit bởi các góc lệch của từng paket Tỷ lệ Si:Al = 1:1

- Khoảng cách giữa các paket không đổi và bằng 7,2 Å

- Rất ít hoặc không có hiện tượng thay thế đồng hình xảy ra trong mạng lướitinh thể

- Lực liên kết giữa các lớp tinh thể tầng trong kaolinit rất chặt nên không thể

co giãn để mở rộng khe hở hút nước và không có khả năng trương lở

- Do các đặc điểm trên mà khả năng hấp phụ của kaolinit thường thấp (CEC = 5 –

15 lđl/100g keo) Bởi vậy, đất nào chứa nhiều keo nhóm kaolinit thì tính giữ phân và giữnước kém

PhiÕn gipxit

PhiÕn oxit silic 4Si

6O

4Al 4O + 2(OH) 6(OH)

Hình 7: Sơ đồ cấu trúc kaolinit

+ Nhóm montmorilonit

- Nhóm này gồm keo montmorilonit, baydenlit và nontronit

- Cấu trúc tinh thể loại hình 2:1, nghĩa là mỗi lớp tinh thể gồm 2 phiến oxit

silic nằm ở 2 bên và một phiến gipxit ở giữa (hình 8).

- Cấu trúc của montmorilonit phù hợp với công thức Al2Si4O10(OH)2.nH2O.Baydelit khác với montmorilonit ở chỗ, 1 trong 4 ion Si4+ của lớp khối tứ diện oxitsilic bị thay thế bằng Al3+, điện tích âm dư thừa được bù bằng cách thay thế 1 trongcác ion oxi bằng nhóm hidroxyl Baydelit có công thức là: Al3Si3O9(OH)3.nH2O.Còn nontronit, trong các khối bát diện của nó, ion Al3+ hoàn toàn được thay thếbằng ion Fe3+ Nontronit có công thức: (Al,Fe)2Si4O10(OH)2.nH2O Tỷ lệ Si: Al(hoặc Fe) = 2:1

- Khác với kaolinit, khoảng cách giữa các paket của montmorilonit thay đổirất mạnh từ 9,6 đến 28,4 Å, phụ thuộc vào lượng nước được hút vào khe hở giữacác paket Khi hút nước keo sét montmorilonit trương ra

- Hiện tượng thay thế đồng hình xảy ra phổ biến: Al3+ thay thế Si4+ trong khối

tứ diện của phiến oxit silic, Mg2+ hoặc Fe2+ thế Al3+ trong khối bát diện của phiếngipxit Kết quả là keo mang điện âm có thể hấp phụ cation

- Lực liên kết giữa các lớp tinh thể của montmorilonit kém chặt nên có thểgiãn nở khi hút thêm nước và cation

- Do những đặc điểm trên mà khả năng hấp phụ cation của nhóm keo này rấtcao (CEC = 80 - 150 lđl/100 g keo) Bởi vậy, đất nào chứa nhiều keo đất nhómmontmorilonit thì tính giữ phân và nước khá cao

9,6-21,4 A°

PhiÕn oxit silic PhiÕn gipxit PhiÕn oxit silic

4Si 6O

6O 4Si 4O + 2(OH)

4Al 4O + 2(OH)

4 A°

Hình 8: Sơ đồ cấu trúc montmorilonit

+ Nhóm hydromica

- Chiếm một lượng lớn trong số các keo sét của đất, bao gồm các loại sau:Hydro mica trắng (hydromuscovit hoặc illit), hydro mica đen (hydrobiotit)và cácdạng khác của mica bị hydrat hoá

- Hydromica có cấu trúc loại hình 2:1 tương tự montmorilonit (hình 9).

- Công thức của hydromuscovit KAl2(Al.Si3O10)(OH)2

(4-y)Si - yAl

Hình 9: Sơ đồ cấu trúc của hydromica

- Khoảng cách giữa các paket không đổi và bằng 10 Å

- Có hiện tượng thay thế đồng hình xảy ra trong mạng lưới tinh thể, chủ yếu

là sự thay thế của Si4+ trong phiến khối tứ diện bằng ion Al3+, kết quả làm cho nómang điện âm có thể hấp phụ cation đặc biệt là K+ phân bố ở khe hở giữa các paket

- Do lực liên kết giữa các lớp tinh thể khá bền vững vì vậy keo thường cótính trương thấp và khả năng hấp phụ không cao

- Khả năng hấp phụ của hydromica khoảng 20 - 40 lđl/100g keo

+ Trong đất cũng thường gặp vermiculit gần giống hydromica, giữa cácpaket của mạng lưới tinh thể của keo này tồn tại lớp kép các phân tử nước baoquanh các kim loại, thường là Mg Vermiculit là magiealuminsilicat, Mg cótrong các khối bát diện Trong các khối bát diện Mg2+ có thể được thay thế bằng

Fe2+, còn trong các khối tứ diện Si4+ được thay thế bằng Al3+ Công thức tổngquát của vermiculit như sau:

(Mg2+,Fe2+)3(Si,Al)4O10(OH)2.4(H2O)

Vermiculit có dung tích hấp phụ khá cao, CEC của nó dao động từ 60 – 150lđl/100g keo.

Trong đất còn gặp các keo dạng lớp hỗn hợp Trong mạng lưới tinh thể củachúng xen kẽ các lớp khối bát diện của các khoáng vật khác nhau: Montmorilonitvới illit, kaolinit với muscovit, vermiculit với clorit

c Keo sét trong đất Việt Nam

Qua các kết quả nghiên cứu thành phần keo sét trong đất Việt Nam của cáctác giả: Phạm Gia Tu, Nguyễn Vi và Trần Khải, Cao Liêm, Ðào Châu Thu, NguyễnHữu Thành bằng phương pháp hoá học, phương pháp quang phổ, phương phápnhiệt, phương pháp quang tuyến X và phương pháp hiển vi điện tử có thể khái quát

về sự phân bố của chúng như sau:

+ Ðối với đất vùng đồi núi: Keo sét chủ yếu trong các loại đất của vùng này

là keo kaolinit, gơtit và gipxit, ngoài ra tuỳ theo loại đất có thể gặp các loại keo sét:Hydromica (đất đỏ vàng trên đá granit, đất feralit mùn trên núi trên đá philit, đấtđen trên đá vôi ), montmorilonit (đất đen trên đá vôi, đất đen trên đá bọt),vermiculit (đất đen trên đá vôi, đất đen trên đá bọt, đất feralit mùn trên philit)

+ Ðối với đất đồng bằng: Keo sét chủ yếu của các loại đất vùng đồng bằng làkaolinit và hydromica Vermiculit gặp ở các đất phù sa trung tính ít chua, đất mặntrung tính, đất phèn, đất cát biển Ngoài ra có thể gặp gipxit (đất phù sa chua, đấtbạc màu, đất cát biển) và gơtít (đất bạc màu)

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

Sự tồn tại của các cation và khoáng sét trong đất phụ thuộc rất lớn vào cácyếu tố lý – hóa đất Sự kết hợp các tính chất đất sẽ đặc trưng cho nguồn gốc phátsinh và khả năng giữ các chất dinh dưỡng cũng như các chất ô nhiễm trong đất,trong đó các cation và anion hữu cơ Chúng tồn tại dưới dạng dung dịch các muối

và có mặt trong các cấu trúc tinh thể khoáng Khi đất có TPCG nặng, chứng tỏ đấtchứa lượng lớn cấp hạt sét, đồng thời hàm lượng cation lớn, một phần do chúng cómặt trong cấu trúc tinh thể của sét, mặt khác cation được các hạt sét hấp phụ lên bềmặt mang điện tích âm

Các cation có khả năng tác động đến sự phân tán của sét thông qua cơ chếtrung hòa điện tích bề mặt và làm giảm lớp điện kép của các hạt sét Sự có mặt củacác 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 nhânthúc đẩy sự tán keo Sự có mặt của các anion này làm biến đổi một phần lớp điệnkép thông qua hai cơ chế: làm tăng điện tích âm trên bề mặt, hoặc cạnh tranh hấpphụ 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 thểcủa khoáng sét tăng thêm Kết quả là các anion hữu cơ có mặt càng nhiều thì sự tánkeo 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 đấtgiàu hữu cơ, khoáng sét bị rửa trôi với tốc độ nhanh hơn Hiện tượng này là do sựtán keo của khoáng sét trong dung dịch đất dưới sự ảnh hưởng của chất hữu cơ hòatan trong đất Trong môi trường có phản ứng axit, các anion vô cơ thường bị hấpphụ trên “bề mặt rìa”, nơi có các vị trí mang điện tích dương Liên kết “anion – bềmặt rìa” Vì vậy, trạng thái tán keo được thúc đẩy Các anion hóa trị càng cao thìkhả năng cạnh tranh hấp phụ vào bề mặt rìa càng lớn, và càng thúc đẩy quá trình tánkeo Khả năng thúc đẩy trạng thái tán keo tuân theo thứ tự sau: PO43- > SO42- > Cl-

Axit humic mang điện tích âm bị hấp phụ trên bề mặt sét làm giảm khả năngkeo tụ của sét Khi pH tăng, axit humic âm điện hơn do đó sẽ làm tăng thêm sựphân tán của sét Độ chua của đất ảnh hưởng đến các quá trình xảy ra trong đất Đốivới khoáng sét, pH ảnh hưởng đến sự chuyển hóa từ khoáng này sang dạng khoángkhác, cho nên pH là nguyên nhân quan trọng trong sự tạo thành khoáng sét của đấtcùng với sự kết hợp của các yếu tố khác như khí hậu, địa hình, nhiệt độ… Dưới tácđộng 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 axitsilicic 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 ferralitnhiều 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 tạikhoảng trương nở 2:1 (montmorillonit) Cấu trúc đất khi đủ ẩm rất tốt, do cáckhoáng này kết hợp với mùn dạng humatcanxi lên cũng khá bền vững Nếu đất quákhô 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 lâuthì 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 nănghấp phụ của khoáng sét Khoáng sét hấp phụ cation hay anion tùy thuộc vào bảnchất mang điện Nếu lượng ion để hấp phụ quá lớn thì bản thân khoáng sét có sựchọn lọc các yếu tố mang điện tích phù hợp và đẩy những ion mang điện không phùhợp [11]

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

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

2.1 Đối tượng nghiên cứu.

Đất được lấy tại khu vực canh tác lúa nước của xã Đại Áng, huyện ThanhTrì, Hà Nội vào tháng 03/2013 Tọa độ: 20o54'40,38" VB; 105o48'41,76" KĐ Mẫuđất được lấy theo độ sâu (0 ÷ 25, 25 ÷ 50, 50 ÷ 75 và 75 ÷ 100 cm) Đất ở khu vựcnghiên cứu là đất phù sa sông Hồng có tầng glây Đất ít được bón phân hữu cơ vàthuốc trừ sâu Người dân chủ yếu dùng phân đạm và lân, sử dụng nước tưới từ sôngNhuệ Lúa được trồng 2 vụ/năm rồi bỏ hoang

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

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

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

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

2.2 Nội dung nghiên cứu.

Nghiên cứu thành phần cơ giới và một số đặc tính lý hóa học cơ bản của đấtlúa xã Đại Áng (TPCG, CEC, CHC, hàm lượng sắt, nhôm tổng số…)

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của pH, các ion (Na+, Ca2+, Al3+, Cl-, SO42-, PO43-)

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 ảnhhưởng của nước tưới từ sông Nhuệ

2.3 Phương pháp nghiên cứu.

2.3.1 Tách cấp hạt sét.

Cấp hạt sét (< 2µm) được tách ra khỏi các cấp hạt có kích thước lớn hơntrong mẫu đất lúa Thanh Trì theo phương pháp phân tán và gạn trong cột lắng Cấphạt sét tách ra từ cột lắng được sấy khô rồi pha trong nước cất 2 lần để tạo dungdịch có hàm lượng sét ~ 10 mg.mL-1 phục vụ cho các thí nghiệm tán phân tán trongống nghiệm Quy trình thực hiện cụ thể như sau:

50g mẫu đất được hòa vào 1L nước cất và lắc trên máy lắc trong 24h Sau

đó huyền phù được chuyển vào cột lắng có độ cao 40 cm Sau 23h11’ phần dung dịch ở phía trên (0 – 30cm) chứa duy nhất cấp hạt sét được hút ra qua ống hút Quá trình này lặp lại 4 lần để đạt hiệu suất tách sét lớn nhất Dung dịch huyền phù chứa