Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.3. Xác định mối quan hệ giữa phytolith với một số tính chất lý, hóa học trong mơ
mơi trường đất
a) Xác định một số tính chất lý, hóa học trong mơi trường đất
Trong mơi trường đất, các tính chất lý, hóa học có ảnh hưởng nhất định đến sự hịa tan, tích lũy của phytolith. Phương pháp nghiên cứu một số tính chất được trình bày tóm tắt trong bảng sau:
Bảng 2. Tóm tắt phương pháp nghiên cứu được sử dụng để xác định một số chỉ tiêu lý, hóa học trong mơi trường đất
Chỉ tiêu Phƣơng pháp phân tích
Chất hữu cơ Phương pháp Walkley_Black.
pHKCl
10 g đất khơ khơng khí rây qua 1 mm + 25 ml KCl 1 N. Lắc 15 phút tại 150 vòng/phút, để yên 2 giờ và đo pH với máy pH meter Starter 3000, Ohaus, Mỹ.
Thành phần cơ giới
Phương pháp gạn lắng trong môi trường thủy tĩnh theo phương trình lắng Stockes sử dụng ống hút Robinson sau khi loại bỏ chất hữu cơ bằng cách xử lý với H2O2 30%.
Độ dẫn điện (EC)
Đất sau khi xử lý và đồng nhất qua rây 1 mm được ngâm với nước deion theo tỷ lệ 1:10 (g:ml). Lắc trong 5 phút và đo với máy EC meter (AD3000, ADWA)
Thành phần hóa học mẫu đất
Phương pháp PIXE với máy gia tốc Particle Induced X-Ray Emission; 5SDH-2 Pelletron.
Hàm lượng Fe và Al linh động
Chiết rút với oxalat (tỷ lệ đất và dung dịch là 1:10 (g:ml) sau đó Fe được xác định bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS; 6800, Shimazu) và Al được xác định bằng máy quang phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES; PE 7300 V-ICP, Perkin Elmer).
b) Hàm lượng phyotlith: Phương pháp chiết hóa học (với dung dịch Na2CO3) (Demaster, 1981): Quá trình định lượng phytolith được tiến hành theo trình tự:
Bước 1 (làm sạch mẫu): Mẫu đất qua rây 0,25 mm được xử lý 3 lần với 10 ml HCl 1N và được rửa lại với nước deion, sau đó được xử lý cùng với H2O2 10% tại nhiệt độ 85oC trong bồn cách thủy. Quá trình xử lý được duy trì tại nhiệt độ 85oC trong bồn cách thủy, tuy nhiên nồng độ H2O2 tăng dần lên thành 20 và 30% và được lặp đi lặp lại cho tới khi mẫu được phân thành 2 lớp, màu đất chuyển sang màu xám. Rửa lại mẫu cùng với nước deion sau khi trải qua quá trình tiền xử lý bởi H2O2 và HCl. Dùng máy ly tâm trong vòng 5 phút với vận tốc 3000 vòng/phút để thu được phần rắn. Quá trình này lặp lại 3 - 4 lần để chắc chắn rằng H2O2 và HCl được loại ra khỏi mẫu hoàn toàn. Sấy phần mẫu còn lại bằng tủ sấy tại nhiệt độ 105oC, sau đó đồng nhất và bảo quản trong túi plastic.
Bước 2: Tách phytolith bằng cách sử dụng phương pháp hòa tan trong dung dịch kiềm của Demaster (1981). Cân 100 mg mẫu sau khi xử lý bước 1 vào lọ nhựa 120 ml, sau đó thêm vào 100 ml dung dịch Na2CO3 1% (pH=11,2) đã được làm nóng tới 85oC. Lắc đều và duy trì nhiệt độ dung dịch trong lọ nhựa ở 85oC trong bồn cách thủy trong 7 giờ. Sau mỗi khoảng thời gian 1 giờ, 10 ml dung dịch huyền phù trong lọ được lấy bằng pipet. 10 ml mẫu vừa lấy được giảm nhiệt độ bằng nước đá, sau đó đem ly tâm dung dịch và phân tích hàm lượng Si (mg/L). Mỗi mẫu đất đều được tiến hành chiết rút và phân tích ba lần tương tự. Phần dung dịch sau ly tâm được phương pháp so màu molipden trên máy quang phổ khả kiến (Labnics, L-VIS 400).
Bước 3: Tính tốn lượng phytolith: Kết quả tính tốn phytolith dựa trên 2 giả thiết: (1) hầu hết Si vơ định hình được hịa tan hồn tồn trong 2 giờ đầu tiên, và (2) là aluminosilicates được giải phóng một cách tuyến tính theo thời gian. Nồng độ của Si hòa tan thu được sau 2, 3, 4, 5 và 6 giờ đều có dạng 1 đường tuyến tính:
y=ax+b, với: x: giờ (x>2) là thời gian tách;
y: (mg Si/L) là nồng độ silic hòa tan tại thời điểm x;
a: (mg Si hòa tan/giờ) là hệ số thể hiện độ dốc của đường tuyến tính, thể hiện tốc độ MSi hồ tan theo thời gian;
Hàm lượng phytolith là phần bị chắn giữa trục tung và đồ thị của đường tuyến tính y=ax+b.
Mặc dù thực tế, một số phần của Si chiết xuất Na2CO3 (Demaster, 1981) cũng có thể được tách từ các khoáng sét aluminosilicate tinh thể kém, trong khi một số phytolith có cấu trúc tinh thể bền vững hơn có thể khơng được chiết xuất (Barão và nnk, 2014; Meunier và nnk, 2014; Vandevenne và nnk, 2015). Nhưng vì phytolith chủ yếu bao gồm ~ 90% silica vô định hình (SiO2) (Alexandre và nnk, 1997), do đó, hàm lượng phytolith trong đất có thể được ước tính sơ bộ từ silica vơ định hình.
c) Xác định ảnh hưởng của phytolith đối với các yếu tố lý, hóa học trong mơi trường đất.
Dựa trên phương pháp Person, là phương pháp thường được dùng trong xác định mối quan hệ tuyến tính của các biến độc lập và biến phụ thuộc, được áp dụng để phân tích mối quan hệ và vai trị của các tính chất lý hóa học, đặc biệt là hàm lượng phytolith, đối với sự tích lũy cacbon hữu cơ hữu cơ trong đất. Hệ số tương quan Pearson cho các cặp biến số được xác định trên phần mềm SPSS 20.