CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.3. Phương pháp trong phịng thí nghiệm
2.3.3.1. Phân tích các tính chất cơ bản của đất nghiên cứu
Các chỉ tiêu lý - hóa đất nghiên cứu được phân tích tại phịng thí nghiệm của Bộ môn Tài nguyên và Môi trường đất, Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN.
Mẫu được tiền xử lý bằng cách phơi khơ khơng khí, nhặt bỏ xác thực vật, sỏi đá lẫn, sau đó nghiền bằng chày cối sứ và rây qua rây 1 mm. Mỗi chỉ tiêu phân tích được lặp lại 3 lần.
Bảng 2.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu trong đất
TT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích
1 pHH2O/KCl
Tỷ lệ đất:H2O/KCl 1N là 1:2,5. Lắc 15 phút với tốc độ 150 vòng/phút, để yên 2 giờ và đo pH với máy pH meter Starer 3000, Ohaus, Mỹ
2 TPCG Phương pháp gạn lắng trong môi trường thủy tĩnh theo phương trình lắng Stockes sử dụng ống Robinson.
3 CHC Phương pháp Walkley - Black
4 Fe, Al linh động
Hổn hợp dung dịch muối Oxalat 0,2M (pH = 3). Dung dịch chiết được lọc, sau đó xác định Fe, Al linh động bằng máy ICP-OES (PE 7300 V-ICP PerkinElmer), Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản.
5 Cuts
Phương pháp phân tích tia X được kích thích bởi chùm hạt tích điện (PIXE - particle included X-rays emission) bằng máy gia tốc 5 SDH - 2 pelletron, Khoa Lý, Trường ĐHKHTN, ĐHQGHN. 6 Culđ Chiết bằng hỗn hợp dung dịch CH3COONH4 và EDTA (0,5N;
dịch chiết được xác định bằng máy ICP-OES (PE 7300 V-ICP PerkinElmer), Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản.
2.3.3.2. Phương pháp xác định các dạng tồn tại của Cu trong đất
Dựa trên nghiên cứu của Salb và cộng sự (1998), phương pháp xác định các dạng Cu trong đất cụ thể hóa cho mẫu nghiên cứu được thực hiện như sau:
Cân chính xác 1 g đất khơ khơng khí, đưa vào ống li tâm 50ml có chia vạch, thêm 10 mL nước khử ion pH=7, lắc đều trong 1 giờ bằng máy lắc ở nhiệt độ phòng với tốc độ 175 vòng/phút rồi li tâm với tốc độ 5000 vòng/phút trong 15 phút để thu phân đoạn trao đổi (F1) trong dịch chiết.
Cặn còn lại tiếp tục cho 10 mL CH3COONH4 1M pH = 7, lắc đều trong 5 giờ bằng máy lắc ở nhiệt độ phòng với tốc độ 175 vòng/phút rồi li tâm với tốc độ 5000 vòng/phút trong 15 phút để thu phân đoạn liên kết với cacbonat (F2) trong dịch chiết.
Cặn còn lại tiếp tục cho 10mL CH3COONH4 1M pH =5, lắc đều trong 5 giờ bằng máy lắc ở nhiệt độ phòng rồi li tâm với tốc độ 5000 vòng/phút trong 15 phút để thu phân đoạn liên kết với cacbonat (F3) trong dịch chiết.
Thêm 10 ml NH2OH.HCl 0,04M (hydroxylamine hydrochloride) trong CH3COOH 25% (V/V) vào phần cặn, lắc đều trong 5 giờ ở 60oC bằng máy lắc sau đó li tâm với tốc độ 5000 vịng/phút trong 15 phút để thu phân đoạn liên kết với sắt - mangan oxit (F4) trong dịch chiết.
Cho 7,5 ml dung dịch H2O2 30% (pH=2) vào phần cặn, lắc đều cho hóa chất trộn đều với đất, sau đó hấp trong nồi hấp ở 80oC trong vòng 5,5 giờ rồi lấy ra để nguội. Cho tiếp 2,5 mL CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20% vào phần cặn, lắc đều ở nhiệt độ phịng trong 30 phút sau đó li tâm với tốc độ 6000 vịng/ phút trong 15 phút để thu phân đoạn liên kết với các hợp chất hữu cơ (F5) trong dịch chiết.
Phần cặn dư còn lại được chuyển sang cốc thủy tinh 50 mL cho thêm 10mL axit HCl 7M, sau đó đun liên tục trong vịng 6h ở nhiệt độ phòng đến khi gần cạn. Thêm 1ml dung dịch HNO3 2M vào rồi định mức bằng nước cất lên thể tích 10ml. Để nguội và đem li tâm với tốc độ 6000 vòng/phút trong vòng 15 phút để thu phân đoạn liên kết với các hợp chất hữu cơ (F6) trong dịch chiết. Quy trình chiết liên tục các dạng Cu trong đất được trình bày trong bảng 2.3 như sau:
Bảng 2.3. Quy trình chiết liên tục các dạng Cu trong đất
TT Dạng tồn tại Dung dịch chiết rút pH Thời gian
1 Hòa tan trong nước (F1) 10ml nước cất 7 1h
2 Dạng trao đổi (F2) 10ml dung dịch CH3COONH4 7 2h 3
Dạng hấp phụ đặc biệt và dạng liên kết với cacbonat (F3)
10ml dung dịchCH3COONH4 5 2h
4 Dạng liên quan đến ion sắt và mangan (F4) 10ml dung dịch NH2OH.HCl trong CH3COOH 25% 2 6h ở 60 oC 5 Dạng kiên kết với chất hữu cơ (F5) - 7,5ml H2O2 30% (pH=2) - Để nguội thêm 2,5ml dung dịch CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20%
- Pha loãng bằng nước cất đến thể tích 10ml 2 5,5h ở 80oC 30 phút 6 Dạng còn lại (F6)
- Đun trong cốc hình nón với 10ml HNO3 7M
- Sau khi nước bốc hơi, thêm 1ml HNO3 vào rồi định mức bằng nước cất lên thể tích 10ml
6h
2.3.3.3. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của độ chua và một số axit hữu cơ đến sự linh động của Cu trong đất
Mục đích bố trí thí nghiệm: nghiên cứu ảnh hưởng của phốt phát và một số axit hữu cơ đến sự linh động của Cu trong đất trồng cam ở Cao Phong, Hịa Bình.
Đất sử dụng trong thí nghiệm là đất vườn cam Xã Đồi 17 năm tuổi (Bảng 2.1), đất sau khi đào phẫu diện, được lấy ở độ sâu trung bình 0 - 40 cm, mang về phịng thí nghiệm phơi khơ khơng khí, rây qua rây 1 mm, bảo quản trong hộp nhựa để thực hiện phân tích các chỉ tiêu cần cho thí nghiệm nghiên cứu. Tất cả các thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần.
Bảng 2.4. Một số chỉ tiêu lý - hố học của đất trước khi bố trí thí nghiệm
pHH20 pHKCl CHC (%)
Allđ Felđ Culđ Cuts Thành phần cơ giới (g/kg) (ppm) % sét % limon % cát
6,6 5,7 4,31 1,57 5,20 75,8 194,9 55,3 26,8 17,9 Axit humic
Dựa trên nghiên cứu của Güngưr và Bekbưlet (2010), thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của axit humic đến tính linh động của Cu với các dải nồng độ 0, 5, 10, 15 và 20 (mg/l) được cho vào đất duy trì với tỉ lệ đất:dung dịch là 1:25 (g/ml) trong ống ly tâm 50ml. Lắc hỗn hợp đất và axit humic với tốc độ 150 vòng/phút trong vòng 24h ở nhiệt độ phịng. Sau đó, mẫu đất được ly tâm ở tốc độ 5.000 vòng/phút trong vòng 15 phút thu phần dung dịch để xác định Cu. Giá trị pH được ghi lại tại thời điểm trước và sau khi thí nghiệm.
Axit citric
Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của axit citric đến tính linh động của Cu với các dải nồng độ 0, 2, 4, 6, 8, 10 và 12 (mM) được pha trong môi trường KNO3 0,01M. Tiến hành cân 1,25 g đất cho bình thủy tinh 500 ml sau đó bổ sung 250ml dung dịch axit citric với các nồng độ khác nhau. Tiến hành lặp lại thí nghiệm với các nồng độ citric như trên trong môi trường không chứa KNO3. Lắc hỗn hợp đất và axit citric với tốc độ 70 vòng/phút trong vòng 48h ở nhiệt độ phịng. Sau đó, dung dịch được lọc qua giấy lọc băng xanh thu dịch chiết để xác định Cu, pH được ghi lại trước và sau khi thí nghiệm (Pérez và cộng sự, 2013).
EDTA
Thí nghiệm ảnh hưởng của EDTA đến tính linh động của Cu với các dải nồng độ 0; 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 4 và 5 (mM) EDTA. Tỉ lệ 1:25 (g/ml) trong ống ly tâm 50ml, lắc 70 vịng/phút trong 24h. Sau đó, lọc dung dịch qua giấy lọc băng xanh rồi thu dịch chiết để xác định Cu, pH được ghi lại tại thời điểm trước và sau khi thí nghiệm.
Ảnh hưởng của PO43- đến tính linh động của Cu
Thí nghiệm ảnh hưởng của PO43- đến tính linh động của Cu được tiến hành trên nền đất được bổ sung thêm Cu với lượng tương ứng 0, 100, 200, 300 (ppm) được lắc tại nhiệt độ phòng trong vòng 24h ở tốc độ 70 vòng/phút. Sau 24h, một lượng PO43- được bổ sung với lượng tương ứng từ 0, 50, 100 mgP/kg và tiếp tục được lắc tại nhiệt độ phòng trong vòng 24h ở tốc độ 70 vòng/phút. Dung dịch Cu được pha từ Cu(CH3COO)2.H2O với nồng độ gốc 1000 mgCu/L và dung dịch PO43- được pha từ muối KH2PO4 với nồng độ gốc 1000 mgP/L. Kết thúc thí nghiệm, lọc dung dịch qua giấy lọc băng xanh rồi thu dịch chiết đi xác định Cu, pH được ghi lại trước và sau khi thí nghiệm (Baldi và cộng sự, 2018a và 2018b).