33 . HÓA HỌC CÙA MƯA ACID
3.62. Những sự thay đếl hóa học Irong đđt do mưa acid
Sau khi tiếp xúc với thảm rừi^, những chất hóa học thấm vào đất. Những tương tác hóa học xảy ra như nước di chuyển xuống dưới và tác dụng vôi những thành phần khoáng trong đất với các chất hữư cơ, các vi sinh vật và rễ cây. Nĩhững thay đái như là :
Những sinh vật hấp thụ chọn lọc những ion hóa học.
>• Những ion có thể trao đổi trên những bề mặt tiếp xúc với các hạt keo sét và keo mùn.
>■ Những chất khoáng không hòa tan trong nước có thể được hòa tan đo có mưa acid.
> Những chất ichoáng thứ cấp như đất sét và secquioxid của Fe và AI có thể ở dạng tinh thể hốa trên những phản ứng của mưa acid liên quan đến dặc tính của những ion.
Nhiều sự thay đổi hóa học có thể ỉàm giảm sự hóa chua, do tác dụng của những cation cơ bản lứiư Ca và Mg và tăng nồng độ của những cation độc đặc biệt là
Quá trình này xảy ra tự nhiên ở tất cả mọi ncri cố sự bô'c thoát hơi nước và chúng cũng bị ảnh hưởng bởi thực vật thiên nhiên. Ảnh hưdng chủ yếu tiềm tàng của sự lắng tụ acid là sự gia tăng tỷ lệ hòa tan của độc và đôl với mặt nước.
Những dung dịch có sự khử acid do một số tác động của những chất hóa học trong đất (theo Cverrein, 1987), bao gồm :
Gia tăng tỷ lệ khử chất hòa tan cửa Ca, Mg và Na, kết quả làm giảm khả năng trao đổi cation, giảm tính trung hòa.
>■ Tãng độ độc của những dạng kim loại nặng như Âỉ, Fe, Mn, Pb, Ni...
>■ Làm chua hóa đất.
>■ Khả năng hấp thụ SO4" bão hòa sau khi s o l ” khử đi chất hòa tan đưa vào, tác động tiếp theo trên sự hốa chua đất nếu có sự tập trung SO4 kèm với những cation căn bản, và quan trọng hơn, tác động đố ảnh hưởng đến việc làm hóa chua và độc trên mặt nước nếu S0 4 ~ đồng hà&h với và (theo Reuss, 1985).
Một số tác động này được minh họa khi nghiên cứu trên hai loại đất cát được thu thập từ Jack Pine (Poxic Banksiana) ở Ontaria và được khử với nước mưa nhân tạo điều chỉnh bằng acid khoảng đến pH = 5,7 - 4,3 hoặc 2. Những chất dịch trào ra từ đất cửa Lysimeter (dụng cụ thí nghiệm để phân tích) đã được trích ra và phân tích hóa học. Những tác động trên độ chua cỏa đất đáng kể ; Sau 3 năm với dung dịch pH = 2, pH của dịch lọc > 6,5 so sánh với
pH ban dầu là 7,3 (Mossion, 1989). Những tác động của nồng độ Ca, Mg tổng
số của những ion bazơ (Ca + Mg + K + Na) và SO4" chỉ xảy ra với dung dịch acid nhân tạo pH = 2; không có tác dộng nào khác lên trường hợp pH = 5,7.
Nó phụ thuộc ngưỡng vượt qua đếi với tất cả các chất hốa học, sau khi tồn tại lâu trong dung dịch lọc. Ví dụ ; Nồng độ s o l" ở pH = 5,7 xử lý còn lại
khòng nhỏ hơn 20 neq// cho cả 2 loại đất. Trong xử lý với pH = 2 nồng độ SO4" là 20 ụeq/l cho 100 - 150 tuần đầu; sau đó nồng độ nó tăng lên nhanh chóng sau 400 tuần là 150 neq//. Điều này cho thây sự hấp thụ S0 4 ~ trong đất đã bị bão hòa, sau khi thêm SO4 , chủ yếu chúng bị đẩy ra khỏi keo dâ't, làni gia tăng anion.
(a) Chuyển hóa Đạm
Thực vật hút Thực vật hút
H*
(b) Chuyển hóa lưu huỳnh
Nitrit hóa 2H‘
Thực vật hấp phụ
20H
2H*
Hình 7. Ảnh hưdng aciđ hóa c ủ a a) Q u á trình chuyển h ó a Đạm
b) Q u á trinh chuyển h ó a Lưu huỳnh trong đ ấ t
(Nguồn: Reuss, 1975)
Bổng 3.2. Nồng độ của các thành phần hóa học đưỢc thu thập trong các d|ch chiết được do bởi độ tan kế từ một phẫu diện đất cát
của vùng rừng thông (Pinus banksiana) ờ phía Bắc của Ontario‘
pH của dung d|ch chiết
Nồng dộ có trong dịch chiết (^eq//)
Ca** Các base so ỉ'
Đất A 5.7 740 50 994 229
4.0 670 49 896 224
3.0 745 73 1.098 152
2,0 872 204 1.348 527
Đất B 5,7 422 174 727 146
4,0 446 183 765 152
3,0 399 165 701 277
2.0 3722 1.474 5.504 5.427
{Nguồn : Passell, 1980)
Pỉissell (1980) nghiên cứu xử lý lửiững đồi đất trên cánh đồng với hai tỷ lệ thêm vào của H2SO4 từ 15 và 33 kg s/ha/nàm, những xử lý thử này tỷ lệ tăng trong thí nghiệm tương đương với precipitation có pll = 4,0 hoặc pH = 3,7.
Sau sáu năm xử lý, phản ánh tác động pH của ỉớp hữu cơ bề mặt không đáng kể. Tuy nhiên, có sự giảm nhiều trong khả năng trao đổi cation của bazơ bão hòa, đặc tính này do sự giảm số lượng của Ca^^, Mg^*, K*, Na"^ trong lớp hữu cơ bề mặt và trong lớp sâu 5 cm của khoáng đất, đặc biệt tỷ lệ acid tăng cao.
Những tác động này rõ hơn qua quan sát của Morrison (1981 - 1983) người tìm ra sự thay đổí nồng độ của những ion này d pH = 2. Farrell etal (1980) thấy rằng tác động của acid trên bazơ bão hòa cố thể được khắc phục khi bón phân, điều này do sự hiện điện của trong phán bóa. Parrell etal (1980) cũng xác định 8ự thu hút Sulfur trong thí nghiệm của họ. ở tỷ lệ lớn của lượng add tãng lên, tổng số s đưa vào với lượng đến 241 kg s/ha; 28% của Lượng này lan ra lắng tụ chung quanh và 72% được thêm vào trong thi nghiệm.
ở tổng số đưa vào, 66% bị phủ trên bề mặt như S04~ bị tan từ Lysimeter, 34% khác chứa đựng trong những cột do nhiều quần thể hấp thụ s o l" sự phân phối thảng đứng cửa 8ự giữ Sulíiir được điều tra bằng kỹ thuật phóng xạ Sau ba tháng thêm vào hoạt động kích thích của SulAir, 24% bị giữ lại hiện diện trong lớp hữu co (thực vật + thảm rừng). Một phần bị giữ ỉạ i trong khoáng đất, đặc biệt ở tầng B.