Kết quả cho thấy sự ảnh hưởng của nước sông Nhuệ tới điều kiện khử của môi trường. Việc sử dụng nước sông Nhuệ làm nước tưới đã đồng thời đưa vào đất một lượng lớn các ion hòa tan trong nước như chất hữu cơ, SO , cũng như lượng lớn vi sinh vật. Điều kiện này đã kích thích sự hoạt động của hệ vi sinh trong đất, thúc đẩy sự phân giản chất hữu cơ. Điều này đã giải thích cho sự chênh lệch tốc độ giảm thế oxy hóa-khử giữa 2 thí nghiệm. Trong cùng khoảng thời gian, nhưng Eh trong thí nghiệm sử dụng nước sơng Nhuệ ln thấp hơn so với thí nghiệm sử dụng nước cất. Ngồi ra, sự bổ sung các ion, mà đặc biệt là SO , đã khiến cho thế oxy hóa-khử trong đất giảm sâu hơn. Sự chênh lệch giữa 2 ngưỡng giá trị Eh cân bằng của 2 thí nghiệm đã cho thấy điều này. Điều này có thể được giải thích là do giá trị oxy hóa-khử Eh cực hạn để bắt đầu xảy ra quá trình khử sunphat là khoảng -150 mV (Delaune và Reddy, 2005). Giá trị Eh cực tiểu của thí nghiệm sử dụng nước sông Nhuệ đạt khoảng -232 mV, cho thấy trong đất, sự khử sunphat đã diễn ra mạnh (Delaune và Reddy, 2005).
3.3.2. Động thái của Fe(II) và Mn(II)
Trong mơi trường hiếu khí, Fe và Mn tồn tại ở dạng khoáng vật oxyt/oxyhydroxyt. Khi đó, bề mặt khống vật có khả năng đồng kết tủa với các cation KLN. Tuy nhiên, trong môi trường khử, khi áp lực điện tử tăng lên, khoáng vật oxit Fe-Mn bắt đầu bị khử thành Fe(II) và Mn(II) và bị hòa tan. Điều này đã giải phóng các KLN mà bị đồng kết tủa với chúng. Hơn nữa, Fe(II) và Mn(II) cũng là một trong những chỉ thị về mức độ khử của môi trường. Do vậy, việc xác định nồng độ Fe(II) và Mn(II) hòa tan là rất quan trọng.
Kết quả về sự thay đổi của nồng độ Fe(II) và Mn(II) hòa tan được thể hiện ở hình 13. Sự tương đồng về xu hướng biến động của nồng độ Fe(II) và Mn(II) trong từng mẫu đất ở cả 3 mẫu đất rất rõ rệt. Nhìn chung, nồng độ Mn(II) hịa tan ln thấp hơn so với nồng độ Fe(II) trong thời gian thí nghiệm.
Lấy ví dụ như nồng độ Fe(II) sau 3 ngày thí nghiệm ở TN1 đối với mẫu đất ĐA 1 có giá trị là 0,015 mg L-1, trong khi nồng độ Mn(II) đạt 0,005 mg L-1. Sau 14 ngày thí nghiệm, nồng độ Fe(II) đã tăng lên 1,234 mg L-1, trong khi nồng độ Mn(II)
chỉ đạt 0,834 mg L-1. Nồng độ Fe và Mn ban đầu khá thấp ở cả 2 thí nghiệm. Điều này được giải thích là do lúc này thế oxy hóa-khử chỉ đạt 298 mV ở TN1 và 162 mV ở TN2. Tại giá trị Eh này, các vi sinh vật chưa thực hiện quá trình khử các Fe và Mn. Theo Delaune và Reddy (2005), giá trị Eh mà vi sinh vật bắt đầu sử dụng Fe và Mn là khoảng 100 - 200 mV. Đối với TN2, Eh của môi trường đã đạt dưới 200mV, nồng độ Fe và Mn đã cao hơn so với TN1 và lần lượt đạt 0,085 và 0,016 mg L-1. Nhưng sau 3 ngày thí nghiệm, nồng độ Fe(II) và Mn(II) đã tăng lên, phù hợp với sự thay đổi giá trị Eh của môi trường. Lúc này, giá trị Eh của môi trường đạt 170 mV ở TN1 và 34 mV ở TN2 đối với mẫu đất ĐA1, nằm dưới ngưỡng Eh cực hạn đối với Fe và Mn. Tuy nhiên, do hàm lượng Mn trong môi trường đất thường thấp hơn hàm lượng Fe, vì vậy sau một khoảng thời gian, nồng độ Fe(II) giải phóng đã vượt lên nồng độ Mn(II). Trong đất lúa, Fe3+ là chất oxy hóa quan trọng nhất và là thành phần quyết định thời gian CHC bị oxy hóa thành CO2 (Yao và nnk, 1999).
Đối với thí nghiệm sử dụng nước cất, nồng độ Fe(II) và Mn đã đạt trạng thái cân bằng sau 35 ngày thí nghiệm; nồng độ Fe(II) đạt khoảng 1,788 ± 0,031 mg L-1 đối với mẫu ĐA 1; 1,789 ± 0,007 mg L-1 đối với mẫu ĐA 2; 1,775 ± 0,019 mg L-1 đối với mẫu ĐA 3. Trong khi đó nồng độ Mn(II) đạt 1,458 ± 0,072 mg L-1 đối với mẫu ĐA 1; 1,451 ± 0,071 mg L-1 đối với mẫu ĐA 2; 1,445 ± 0,070 mg L-1 đối với mẫu ĐA 3. Đối với thí nghiệm sử dụng nước sơng Nhuệ, nồng độ Fe(II) và Mn có xu hướng giảm ở cuối thí nghiệm. Khi so sánh với diễn biến của Eh theo thời gian, ta có thể nhận thấy sự tương quan giữa động thái giải phóng của Fe(II) với động thái của thế oxy hóa-khử đối với thí nghiệm sử dụng nước sông Nhuệ. Sau khoảng thời gian 35 ngày đối với thí nghiệm sử dụng nước cất, trạng thái oxy hóa-khử của mơi trường cũng như nồng độ Fe(II) đã hầu như đạt trạng thái cân bằng. Xu hướng giảm nồng độ Fe(II) và Mn(II) ở TN2 có thể được giải thích bởi sự xuất hiện của sunphua trong điều kiện khử mạnh.
(a)
(b)
Mẫu ĐA 1 Mẫu ĐA 2 Mẫu ĐA 3