Hiệu ứng ở 1,0 và 0,5 nm tương ứng với phản xạ [001] và [002] của khống 2:1 khơng trương nở là illit. Đây là khống sét bền vững khơng bị ảnh hưởng bởi sự bão hòa các cation, solvat hóa với cation hữu cơ hay xử lý mẫu ở nhiệt độ cao (550oC). Các nhiễu xạ đồ đều cho thấy cả bốn phương pháp xử lý đều không làm mất đi hiệu ứng 1,0 và 0,5 nm. Do đó có thể khẳng định có một lượng đáng kể illit hiện diện trong cấp hạt sét.
Thành phần khống sét có vai trị quan trọng đến tính chất cơ lý của đất như TPCG, độ xốp, tính dẻo... do đó ảnh hưởng đến khả năng giữ nước, tốc độ thẩm thấu của dòng chảy cũng như là động thái của KLN trong đất. Đất có chứa các hạt mica (illit) với điện tích cấu trúc cao (~1) nên ít có khả năng trương nở. Điều này dẫn đến khả năng giữ nước của illit thấp. Ngoài ra, đất cịn chứa kaolinit và khống
này cũng được biết đến với khả năng giữ nước kém. Mặt khác, do có kích thước tương đối lớn (so với các khống sét khác), kaolinit sẽ cho phép dịng thẩm thấu đi qua nó có tốc độ lớn hơn. Tương tự như kaolinit và illit, clorit với cấu trúc lớp 2:1:1 cũng khơng có khả năng trương nở và trữ nước kém. Với thành phần khoáng sét như trên, vai trò cố định và làm giảm sự linh động của khoáng sét đối với các KLN là khá hạn chế.
Thành phần khống sét cũng có khả năng quyết định đến động thái của các KLN thông qua khả năng hấp phụ trao đổi cation. Các khống sét trong đất nghiên cứu đều thuộc nhóm có CEC thấp (kaolinit: 8 - 10 cmol kg-1; illit: 15 - 30 cmol kg-1; clorit: 1,0 - 2,5 cmol kg-1 (Ross, 1975; Ross và Kodama, 1976; Jaynes và Bigham, 1986; Kohut, 1994). Sự chiếm ưu thế của khoáng sét mang điện tích biến thiên (kaolinit) ít nhiều ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ KLN. Trong mơi trường có phản ứng axit, điện tích bề mặt của khống sét này trở nên ít âm hơn nhờ phần rìa (edge surface) chuyển sang mang điện tích dương, do đó khả năng hấp phụ cation giảm. Tuy nhiên, điện tích dương trên phần rìa của kaolinit lại có thể tham gia hấp phụ DOM của đất (là anion hữu cơ mang điện âm). Vì vậy, sự có mặt của kaolinit trong đất ít nhiều hạn chế sự linh động của KLN ở dạng liên kết với DOM. Trong môi trường kiềm, proton H+ của nhóm silanol (-SiOH) ở phần rìa của khống sét bị tách ra làm cho nhóm bề mặt này mang điện tích âm, góp phần làm tăng khả năng hấp phụ các cation KLN của kaolinit.
Nhìn chung, các đặc trưng cơ bản của cả 3 mẫu đất tại xã Đại Áng, huyện Thanh Trì, Hà Nội đều tương đồng với nhau.
3.2. Các dạng tồn tại của kim loại nặng trong đất
Khi đi vào đất, dưới tác động của các q trình lý, hóa, sinh học của đất, KLN sẽ bị biến đổi và tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau. Mức độ ưu thế của các dạng tồn tại này phụ thuộc vào bản chất của KLN, lượng các hợp phần hấp phụ KLN và ái lực hấp phụ giữa KLN và các hợp phần đó.
Bảng 8. Hàm lượng KLN thu được từ thí nghiệm chiết liên tiếp (mg kg-1) F1 F2 F3 F4 F5 Tổng hàm lượng KLN chiết được Mẫu ĐA1 Cu 0,29 2,28 9,54 15,89 32,12 60,12 Pb 0,02 0,07 7,52 5,46 28,32 41,39 Zn 9,37 20,93 70,79 19,11 60,96 181,16 Mẫu ĐA2 Cu 0,16 2,40 8,16 13,17 34,89 58,78 Pb 0,02 0,07 7,02 4,65 26,80 38,56 Zn 8,72 19,46 65,83 18,53 56,69 169,23 Mẫu ĐA3 Cu 0,33 2,13 7,79 15,98 30,01 56,26 Pb 0,02 0,03 5,68 4,56 27,10 37,38 Zn 1,27 23,34 78,81 8,05 49,10 160,97
Các số liệu về hàm lượng KLN có trong các hợp phần đất nghiên cứu thu được từ thí nghiệm chiết liên tiếp được trình bày trong bảng 8. Từ các số liệu này, có thể xác định được tương đối phần trăm lượng KLN tồn tại trong các pha của đất
(hình 11).
Nhìn chung, lượng KLN trong các mẫu đất được tìm thấy dưới dạng có thể trao đổi được là tương đối thấp, chỉ khoảng < 1% hàm lượng tổng số đối với Cu và Pb, khoảng 0,8 - 5,2% đối với Zn. Khi chiết với NH4OAc, hầu hết Cu, Pb trong các mẫu đất đều xuất hiện với lượng khá nhỏ (0,1 - 0,2% đối với Pb, 3,8 – 4,1% đối với Cu); trong khi đó hàm lượng Zn được chiết ra chiếm khoảng 11,5 - 14,5% lượng tổng số. Hàm lượng lớn hơn của các KLN được tìm thấy dưới dạng liên kết với các oxyt Fe – Mn và CHC. Nghiên cứu của Ho và nnk (2006) đã công bố rằng trong ba KLN Cu, Pb, Zn thì Cu có ái lực với CHC mạnh nhất. Điều này cũng được nhận thấy trong kết quả từ bảng 8. Trong tất cả các mẫu, hàm lượng Cu tồn tại dưới dạng phức với CHC dao động trong khoảng 22,4 - 28,4%, trong khi đó dạng phức với CHC chỉ chiếm khoảng 12,2 - 13,2% đối với Pb và 5,0 - 10,9% đối với Zn. Zn tồn tại dưới dạng được hấp phụ bởi oxyt Fe – Mn với một lượng tương đối lớn, dao động trong khoảng từ 38,8 - 49,1% so với lượng tổng số. Sự chiếm ưu thế của dạng Zn này cũng đã được báo cáo bởi rất nhiều nghiên cứu khác (Narwal và nnk, 1999;
Ahumada và nnk, 1999; Kabala và Singh, 2001). Điều này chứng tỏ Zn có ái lực hấp phụ khá lớn với các sesquioxyt. Hầu hết lượng Cu và Pb trong đất nghiên cứu tồn tại trong mạng lưới tinh thể của khoáng sét, khống ngun sinh và các hạt có kích thước lớn trong đất. Điều này thể hiện ở phần F5 của hai KLN này cao vượt trội so với các phần khác (khoảng 53,3 - 59,3% lượng Cu và 68,4 - 72,4% lượng Pb). Phần F5 của Zn cũng chiếm một phần đáng kể (khoảng 30,6 - 33,5%), nhưng không quá ưu thế như đối với trường hợp của Cu và Pb.
Tổng hàm lượng chiết được của Cu nằm trong khoảng 56,3 - 60,2 mg kg-1, của Pb nằm trong khoảng 37,4 - 41,4 mg kg-1, của Zn dao động trong khoảng từ 161,0 - 181,2 mg kg-1. So sánh với QCVN 03:2008/BTNMT cho thấy các mẫu đất thu được ở khu vực xã Đại Áng có bị ơ nhiễm Cu, hàm lượng Pb và Zn chưa vượt ngưỡng cho phép.