4. ĐỊA QUYỂN VĂ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT 89
4.5.3. Cđn bằng trao đổi ion trong đất 95
− Khả năng trao đổi câc cation lă một trong những tính chất quan trọng của đất. Nhờ quâ trình trao đổi cation của đất mă trong đất có câc ion đa lượng như kali, canxi, magií vă câc ion vi lượng khâc cho thực vật. Khi ion kim loại được rễ cđy hấp thụ, H+ sẽ thay thế vị trí của ion kim loại trong đất, ví dụ:
Đất}Ca2+ + 2CO2 + 2H2O ⇌ Đất}(H+)2 + Ca2+(rễ) + HCO3−
Do quâ trình năy nín khi canxi, magií vă câc ion kim loại khâc trong đất bị nước chứa axit cacbonic rửa trôi thì đất sẽ bị chua hóa.
Để đânh giâ khả năng trao đổi cation của đất người ta sử dụng thông số CEC (cation- exchange capacity: khả năng trao đổi cation). CEC lă số mili đương lượng gam (meq) cation mang điện tích +1 có thể trao đổi trín 100 g đất khô. CEC của đất thay đổi theo pE vă pH.
Cả câc khoâng sĩt vă thănh phần hữu cơ trong đất đều có khả năng trao đổi cation. CEC của câc loại đất có thănh phần hữu cơ khâc nhau thường dao động trong khoảng 10 – 30 meq/100 g. Mùn có khả năng trao đổi cation rất cao. CEC của than bùn có thể lín đến 300 – 400 meq/100 g.
− Trín bề mặt câc oxit trong khoâng của đất còn có thể xảy ra quâ trình trao đổi câc anion. Cơ chế của quâ trình năy được giải thích bằng ví dụ minh họa với kim loại M trình băy dưới đđy.
Ở pH thấp, bề mặt câc oxit kim loại có thể có câc điện tích dương, do đó chúng có thể giữđược câc anion (ví dụ Cl−) bằng lực hút tĩnh điện:
H+
O M
Cl
OH2
Ở pH cao, trín bề mặt oxit kim loại có câc điện tích đm, do câc phđn tử nước bị giữ trín bề mặt oxit mất H+ vă tạo thănh OH−:
O
Lúc năy anion như HPO42− có thể thay thế vị trí của OH−để liín kết trực tiếp lín bề mặt oxit: OH− + HPO42− ⇌ OPO3H2− + OH− M O M O