Xem mẫu
- Ảnh hưởng của chua và mặn
đến môi trường sinh thái
M.Sc. Lê Văn Dũ Khoa MT & TNTN
- Các nguyên tố liên
quan đến phèn hóa …..
- PHÈN HÓA
PHÈN
Phèn hóa là quá trình chuyển hóa và tích tụ tăng dần
các ion độc Al3+, Fe2+, Fe3+, SO42, H+ và acid sunfuric
làm giảm pH trong môi trường đất, nước, biến các môi trường này
từ chổ không phèn, không độc trở nên phèn và độc, thậm chí rất độc.
Quá trình phèn hóa thể hiện ở hai mặt:
- Môi trường đất và nước đang ở dạng phèn tiềm tàng bị oxy hóa trở
thành phèn hoạt tính. Đó là hiện tượng oxy hóa của pyrite đ ể tr ở thành Jarosite
và những ion độc hòa tan kể trên.
- Môi trường nước và đất vốn chưa bị phèn nay bị nhiễm phèn t ừ các
nơi khác theo dòng nước đưa đến.
- Nguồn Fe, Al:
Điều kiện thiếu oxy
Nguồn S: SO42
Các nguồn gây phèn hóa
Sự tham gia của các vi khuẩn và có
chất hữu cơ làm thức ăn cho chúng
- 1. Quá trình phèn hóa từ đất tiềm tàng.
1.
SO42 hay các dạng lưu huỳnh hữu cơ tích lũy trong cây sú,
vẹt bị vùi lấp, phân giải yếm khí
(vi khuẩn Clostridium Thiobacillus Thodans )
tạo thành CO2 và acid hữu cơ, H2S.
Nguồn S:
S: Lưu huỳnh trong nước biển theo thủy triều vào vùng
nước mặn, nước lợ.
Quá trình feralit hóa làm tích tụ Fe, Al do phân hủy keo sắt,
Quá trình rửa trôi,
Nguồn Fe, Al:
Tích tụ Fe hữu cơ trong cây,
Al, Fe có trong keo sắt và bị rửa trôi theo dòng chảy đi đến vùng nước lợ.
- 1. Quá trình phèn hóa từ đất tiềm tàng.
1.
- Các dạng hợp chất của lưu huỳnh gồm sulphate
Các
(SO42+) bị khử thành sulphit (SO32-) dưới điều kiện thiếu oxy và
có vi khuẩn Bacillus và có chất hữu cơ làm thức ăn: H2S phản
Bacillus và
ứng với sắt trong keo sét tạo thành pyrit (FeS2).
pyrit
Đến đây tạo thành đất phèn tiềm tàng. Nếu có CaCO3
sẽ không sinh phèn ở giai đoạn tiếp do phản ứng:
không
CaCO3 + SO42- --> CaSO4 + CO32-
CaCO
- Fe2+
PHÈN HÓA
- Trong điều kiện dễ tiếp xúc không khí, ví dụ khi lớp đ ất trên khô
Trong
nứt nẻ và lớp pyrit ở dưới ẩm ướt tiếp xúc được với oxy không khí, pyrit bị
oxy hóa:
2FeS2 + 7O2 + 2H2O => 2FeSO4 + 2H2SO4
Hay là: FeS2 + 15/4O2 + 7/2H2O --> Fe(OH)3 + 2H2SO4
Như vậy cứ một mol pyrit tiêu thụ 3.75 mol oxy hòa tan và sinh ra 2
mol acid Sunfuaric.
Mặt khác phản ứng tạo Jarosite cũng tiến hành:
FeS2 + 15/4O2 + 5/2H2O + 1/3K+ 1/3KFe3(SO4)2(OH)6 + 4/3SO42- + 3H+
Phản ứng này xảy ra trong điều kiện thế oxy hóa khử Eh >
400 mV, quá trình đó sẽ tạo ra môi trường có pH = 3 - 4.
- Fe3+
PHÈN HÓA
- Sau đó ở điều kiện đủ oxy và có vi khuẩn Thiobacillus Feroxidans,
Sau
Fe2+ sẽ bị khử thành Fe3+ :
Fe
2FeSO4 + O2 + H2SO4 --> Fe2(SO4)3 + H2O
Đồng thời:
1/3KFe3(SO4)2(OH)6 + H2O --> 1/3K+ + Fe(OH)3 + 2/3SO42- + H+
và tạo thành sản phẩm có phản ứng thuận nghịch:
Fe2(SO4)3 + H2O 2FeSO4(OH)3 + H2SO4
Acid Sunfuaric tạo thành tiếp tục phản ứng với các lớp
Aluminsilicate trong khoáng sét trong đất, giải phóng ra rất nhi ều Al3+ đồng
thời tạo ra dạng liên kết với Fe, K, Sulphate, tạo thành sulphate kép Fe, Al:
H2SO4 + Al2O3.SiO3 --> Al2(SO4)3 + Si(OH)4
- PHÈN HÓA
• Al2(SO4)3 sinh ra làm đất chua (pH < 2) .
• Al3+ làm kết tủa các keo sét và chất lơ lửng trong nước nên
nước trong. Nước càng trong càng phèn, nông dân gọi là "phèn
phèn
lạnh".
• Nếu nước không trong mà có màu vàng là phèn sắt chiếm ưu
thế, nông dân gọi là "phèn nóng".Kết quả quá trình phèn hóa
này là tạo ra các muối FeSO4, Al2(SO4)3 và H2SO4.
Từ đây chúng lại phân ly ra:
FeSO4 Fe2+ + SO42-
FeSO
H2SO4 2H+ + SO42-
Al2(SO4)3 2Al3+ + 3SO42-
Al
làm cho trong nước hay trong dung dịch đất giàu H+, Al3+,
Fe2+, SO42- gây độc cho hầu hết sinh vật.
Fe
- Quá trình phèn hóa
Quá
Phân giải
S, SO42- yếm khí
CO2, H2S,
(từ thực vật) acid HC
Al, Fe
Pyrit (FeS2)
( feralit hóa)
Phèn tiềm tàng
- Quá trình phèn hóa
Quá
H2SO4
Pyrit (FeS2) O2
Fe(OH)3
Phèn tiềm tàng H2O
KFe3(SO4)2OH6
SO42-
H+
O2 (đủ)
Fe2(SO4)3
FeSO4
H2O
(tạo Jarosite
pH # 3-4)
- Quá trình phèn hóa
Quá
Al3+,
FeSO4 Phân ly
Fe3+
SO42-,
H2SO4
H+
Al2(SO4)3
Gây độc cho
sinh vật
- Hình . Đốm jarosite điển hình màu vàng rơm với giá trị màu 2.5Y8/6
Hình
[Ảnh Phạm Thanh Vũ, 2001]
- Hình . Phẩu diện phèn nặng điển hình tại Hoà An,
Hình
[Ảnh: Phạm Thanh Vũ, 2001].
- PHÈN HÓA
2. Quá trình phèn hóa do nhiễm phèn.
Quá
Quá trình này biểu hiện sự phèn hóa do nước ô nhiễm phèn t ừ n ơi
khác đưa đến. Mức độ hóa phèn của môi trường phụ thuộc vào:
- Nồng độ độc tố trong nguồn nước ô nhiễm.
- Loại phèn (loại độc tố chiếm ưu thế trong nước ô nhiễm).
- Lượng nước ô nhiễm.
- Thời gian lưu nước ô nhiễm đó.
- Loại đất nơi bị phèn hóa.
- PHÈN HÓA
PHÈN
• Nồng độ độc tố trong nguồn nước ô nhiễm.
VD: Hiện tượng tôm cá chết sau mỗi trận mưa đầu mùa: Phèn gây sốc
•
tôm Xóa dấu vết phèn khi triều lên
tôm
• Thời gian lưu nước ô nhiễm đó: độ phèn hóa cao, diện tích nhiễm
phèn càng rộng, có cơ hội nhiễm phèn nước ngầm cao..
• Loại đất nơi bị phèn hóa:
Đối với đất nhiều cát, ít sét, ít mùn thì khả năng gây đ ộc nhanh chóng và
•
mức độ gây hại cao
Đất nhiều sét, nhất là nhiều mùn thì khả năng hóa phèn chậm, m ức đ ộ
•
gây hại nhẹ
Nước có nhiều phù sa, nhiều dạng mùn thì khả gây hại của phèn hóa
•
không cao bằng nước trong
- PHÈN HÓA
3. Ảnh hưởng của phèn hóa.
nh
- Nhôm (Al)
Nhôm gây độc ở dạng chủ yếu ở dạng Al3+. Đây là loại muối khi khô thì có
dạng tinh thể giòn tan, nhẹ xốp, ẩm thì có dạng nhờn trơn . Đây là cation độc nhất
trong đất phèn.
- Sắt (Fe2+ , Fe3+)
Sắt gây độc ở dạng Fe2+ và một ít ở dạng Fe3+ . Chúng có thể được xuất
hiện từ hợp chất FeSO4 hay Fe(OH)2 , FeS2, Fe(HCO3)2, Fe2(SO4)3, hay các hợp chất
sắt hữu cơ. Trong đất phèn, nồng độ Fe2+, hay Fe3+ khoảng từ vài trăm đến 3000
ppm.
- Sunphat (SO42-) và lưu huỳnh (S)
Sunphat
Dạng gây độc của lưu huỳnh H2S, SO32-, SO2, SO42- .Trong đất phèn, tổng số
lưu huỳnh có thể có nồng độ là 2 - 5%. Lưu huỳnh gây độc do ngưng tụ cao của
muối có hại cho đời sống: gây độc cho cây, gây khó khăn trong sản xu ất.
- Hàm lượng Al, Fe trong đất, nước …..
gây hại cho cây trồng
nguon tai.lieu . vn
