Đất bị axit hóa do q trình thối hóa rửa trôi các cation kiềm và do sử
dụng nhiều phân bón vơ cơ (amoni sulfat) trở thành một vấn đề chính trong
canh tác nơng nghiệp bền vững ở trên toàn thế giới. Ở trong đất, sự thay đổi độ pH của đất phụ thuộc vào độ pH ban đầu, lượng bổ sung của axit hoặc
kiềm và khả năng đệm pH của đất. Khả năng đệm pH của đất chi phối chủ
hydroxit; sự hòa tan hoặc kết tủa cacbonat; sự tạo phức hoặc phân giải của Al bởi các chất hữu cơ; trao đổi ion; phân giải của các khoáng sét, ... [141]. Việc bổ sung các loại vật liệu có khả năng nâng cao được pH đất và có khả năng đệm pH nhằm giảm nhẹ các tác động bên ngồi tới mơi trường dung dịch đất là điều đáng quan tâm.
Hình 3.7. Biến thiên pH của dung dịch khi thêm H+ hoặc OH- đối với hệ có bổ
sung TSH và đối chứng, (n=3).
Ghi chú: TSH-Cu: Hệ xử lý Cu với THS; TSH-Pb: Hệ xử lý Pb với
THS; TSH-Zn: Hệ xử lý Zn với THS; Đối chứng: hệ không bổ sung TSH; Giá trị âm của H+ trên trục Ox có nghĩa là thêm OH- với nồng độ tương ứng vào dung dịch.
Ở thí nghiệm 3, khi thêm H+ hoặc OH- vào dung dịch, tại hệ khơng có bổ sung TSH, pH dao động trong khoảng từ 2,1 đến 11,9. Đối với các hệ có
bổ sung TSH, pH của dung dịch hầu như không đổi đáng kể so với sự thay
đổi pH của dung dịch đối chứng mặc dù lượng H+ hoặc OH- thêm vào tương
đương nhau. pH của mẫu thử nghiệm dao động trong khoảng từ 8,6 đến 10,7
(Hình 3.7), chứng tỏ TSH có khả năng đệm tốt.
Khả năng đệm của TSH là số mol của H+ hoặc OH- thêm vào 1 lít dung dịch có bổ sung TSH để pH của nó tăng lên hoặc giảm xuống 1 đơn vị. Theo
0 2 4 6 8 10 12 14 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 p H H+ (mmol/L) Đối chứng TSH-Cu TSH-Pb TSH-Zn
tính tốn cho thấy, trung bình khả năng đệm axit của hệ có bổ sung TSH
(TSH-Cu, TSH-Pb, TSH-Zn) là 9,6 mmol H+/L và khả năng đệm bazơ của hệ có bổ sung TSH là 18,5 mmol OH-/L.
Giải thích về pH sau thí nghiệm ở mức cao và khả năng đệm axít lớn là do tính chất kiềm của TSH. Các cation kiềm (chủ yếu là Ca, Mg, K, Na) có trong sinh khối được biến đổi thành oxit, hydroxit và cacbonat ở TSH [92].
Một nghiên cứu cho thấy, khả năng đệm pH tăng lên trong khoảng 9,1 - 32,1 mmol.kg-1.pH-1 trên 18 loại đất axit từ các vùng nhiệt đới và cận nhiệt
đới của Trung Quốc khi bổ sung TSH từ thân cây lạc và thân cây cải dầu. Khả năng đệm pH có tương quan cao (R2 = 0.707) với khả năng trao đổi cation của
đất (CEC). Khi nghiên cứu bổ sung TSH ở mức tương đương với 72 và 120
tấn.ha-1 làm tăng khả năng đệm pH đất do CEC chứa trong TSH. Nghiên cứu cũng cho rằng, quá trình cho và nhận proton của các nhóm chức chứa oxy (cacboxylic, alcohol, nhóm hydroxyl, …) của TSH là cơ chế chính làm tăng
khả năng đệm pH [183]. Các kết quả nghiên cứu trên đều khẳng định vai trò
làm tăng khả năng đệm của dung dịch hay của đất sau khi bổ sung TSH.