Tổng thất của H4SiO4 vì hợp nhất trong tảo cát vμ sự hút bám không bao gồm Al(OH)3 kết tinh:NH4o(NH3)orgH

^ ` v v s vH Al OH OH Al( )3 o ( )3

7.7.2 Dự án cải tạo l€u vực ở Bear Brooks, Maine

Vị trí l‡u vực Bear Brooks lμ ở núi Lead, Maine (vĩ độ 44051’75”, kinh độ 6806’25”) bao gồm hai dòng sông gần nh‡ xác định, mỗi l‡u vực rộng 15 ha. Với phần phía nam hiện ra khi đứng ở đỉnh núi Lead nhìn xuống, nằm ở độ cao 450 m so với mực n‡ớc biển. Đây lμ một phần của dự án cải tạo l‡u vực của tổ chức bảo vệ môi tr‡ờng Mỹ (EPA’S) thực hiện. Cuộc cải tạo thử nghiệm dμi hạn nμy ở vùng tập trung n‡ớc phía Tây bị axít hoá hoμn toμn với việc sử dụng muối amôni sunfat, còn vùng tập trung n‡ớc phía Tây vẫn đ‡ợc giữ lại để tham

khảo.

ở chỗ nền đá bao gồm sự biến chất của cát kết thạch anh với vỉa granit vμ daicơ, che phủ bởi sét tảng băng dμy 4 - 5 m thấp hơn mực biển. Nền đá đ‡ợc lộ ra có thể trông thấy từ núi Lead.

Môn khoáng vật học sử dụng nhiễu xạ tia X lên lớp đất trồng (ở tầng B vμ C) thấy có thạch anh lμ chất khoáng lμ chủ yếu, tiếp theo lμ fenphat cũng lμ một chất quan trọng [X (Si,Al)4O8, X = Na, K, Ca, Ba] vμ một l‡ợng nhỏ các khoáng nh‡ mutcovit Kal3Si3O10(OH)2, clorit (Mg, Al, Fe)8O22(OH)8 vμ hoblen X2Y5(Si,Al)8O22(OH)2 X = Na, K, Mn, Ca, Fe vμ Y = Mg, Al, Ti, Mn, Fe. Các loại vật chất ban đầu vμ những lớp đất trồng còn thiếu lμ Ca (chiếm 0.8 - 1.3 % trọng l‡ợng trong đ‡ơng l‡ợng ôxit). Tỉ lệ các chất tinh khiết của tầng trên tầng đất trồng B, gồm có l‡ợng đáng kể ion ôxit (4.1% tổng số) vμ cácbon hoá (chiếm 15%, thu đ‡ợc bằng cách đốt ở 10500C). Mặt khác có sự khác nhau chút ít về thμnh phần hoá học giữa các loại tầng đất khác nhau. Tầng đất trồng B có nhiều Fe vμ Al hơn tầng đất trồng C vμ cho rằng có tầng đất bị chua hoá vμ đất potzon.

Việc cải tạo vùng ngập n‡ớc Bear Brook đang sử dụng các đồng vị ổn định lμ (NH4)2SO4 cho thí nghiệm chất phản xạ để lμm tμi liệu chứng minh rằng sự mμu mỡ ảnh h‡ởng đến l‡ợng ion amoni vμ độ bão hoμ của nitơ. Steve Norton ở tr‡ờng đại học Maine cùng cộng sự lμ Alber vμ Nadehofer (1993) đã sử dụng khoảng 15 ha vùng ngập n‡ớc ở Tây Bear Brook. Ng‡ời ta hy vọng rằng, hầu hết l‡ợng muối amoni sẽ đ‡ợc sử dụng bởi rừng cây lá rộng hỗn hợp.

Rừng đang bị chiếm dụng bởi các công ty giấy nơi mμ cho phép các thí nghiệm đ‡ợc thực hiện. Rõ rμng rừng đã bị phá nhiều hơn 40 năm tr‡ớc. Vì vậy, hệ thống nμy ch‡a đ‡ợc coi lμ tr‡ởng thμnh trong chuỗi vμ điều ng‡ời ta không

ong lμ nó sẽ bị mất nitơ nhiều hơn. m

Hầu hết l‡ợng sunfat đã cung cấp đều đ‡ợc hấp thụ trong năm đầu tiên sau khi đ‡ợc xử lí, nh‡ng l‡ợng SO42 vẫn còn bị thay đổi nhanh trong những năm kế tiếp đ‡ợc trình bμy ở hình 7.19. Việc xử lí l‡ợng muối amoni sunfat đ‡ợc bắt đầu theo từng quý vμo tháng 11 năm 1989 (gần 730 ngμy trong hình 7.19). Vùng tập trung n‡ớc tham khảo (Tây Bear Brook) đã không chứng minh đ‡ợc sự tăng lên của nồng độ sunfat ở Brook nh‡ng ở vùng tập trung n‡ớc đ‡ợc xử lí (đông Bear Brook) đã chỉ ra đ‡ợc sự tăng nồng độ trung bình từ 105 đến 135 Peq/l. Vμo năm thứ ba áp dụng thì gần 1/3 l‡ợng sunfat đ‡ợc cung cấp đã bị xuất sang vùng ngập n‡ớc phía Tây Bear Brook. Kết quả lμ do các loμi thực vật đã hấp thụ amoni lμm giải phóng l‡ợng nhỏ axít sunfuric vμo trong hồ Bear Brook, tăng tính axít của đất trồng ở Brook vμ giải phóng ra các đơn khoáng nhôm vô cơ. Nồng độ Al tổng cộng tăng gấp đôi so với giai đoạn chuẩn bị thí nghiệm vμ nhiệt độ các đơn khoáng nhôm vô cơ cao cũng dễ thấy trong suốt thời gian mùa xuân tuyết tan vμ xuất hiện dòng mặt.

dõi kỹ l‡ỡng sau khi ứng dụng với amoni sunfat bắt đầu (hình 7.21), cho thấy rằng l‡ợng nitơ v‡ợt quá giới hạn đã đ‡ợc nitơ hoá vμ đất trồng đã bị bão hoμ nitơ. Khoảng 2.5 kg N/ha/năm (chiếm 15 % tỉ lệ ứng dụng) lμ hợp lí đối với phía Tây hồ Bear Brook vμo năm 1991 - 1992 (hình 7.21). Thực vật không thể sử dụng hết l‡ợng nitơ đ‡ợc cung cấp vμ hầu hết chúng đều tạo ra các thμnh phần hữu cơ cố định tỉ lệ hoá học của đất trồng, khoảng 12 - 13 kg N/ha/năm. Thμnh phần vμ tỉ lệ hoá học của l‡ợng nitơ hữu cơ ổn định trong tầng đất trên vẫn ch‡a đ‡ợc tìm hiểu kỹ.

Hình 7.19. Nồng độ sunfat ở Đông Bear Brook (liên quan đến vùng tập trung n‡ớc) vμ Tây Bear Brook (chứa 19,2 kg S/ha.năm trong dạng amôni sunfat thêm vμo). Sự thêm amôni sunfat bắt đầu ngμy thứ 730 trong tháng 11 năm 1989. Nồng độ sunfat ở Tây Bear Brook (đ‡ờng nét liền) đ‡ợc tăng đáng kể so với mức chỉ dẫn (đ‡ờng nét đứt)

Ng‡ời ta giải thích rằng ở những vùng l‡u vực sông rộng lớn có thể cung cấp muối amoni (quá trình khoáng hoá) hμng năm tăng lên cho từng rừng trong nhiều năm. Thực vật đ‡ợc tính lμ chỉ hấp thu đ‡ợc 1 - 2 kg 15N/ha/năm trong số

/năm đã cung cấp, vì vậy rừng đ‡ợc lμm mμu mỡ hơn nh‡ng không 16.8 kg N/ha

thể nhiều nh‡ ng‡ời ta mong đợi. ở các bể cố định hữu cơ trong lớp đất trồng lμ rất lớn, chứa 350 - 800 kg N/ha, nó biểu thị cho gần 20 năm cung cấp nitơ.

Bear Brook (mức chỉ dẫn) so sánh μo. Tổng nồng độ nhôm ở Tây Bea Hình 7.20. Tổng nồng độ nhôm trong các mẫu suối tại Đông với Tây Bear Brook, cái mμ lμm cho chua hoá amôni sunfat thêm v r Brook (đ‡ờng nét liền) có đ‡ợc tăng bởi sự vận động bắt đầu trong 730 ngμy

mức chỉ dẫn) vμ Tây Bear Brook đ áng 11 năm 1989. Các nồng độ nitra