بررسی اثرات pH و قدرت یونی بر جذب سطحی بور (B) روی کائولینایت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس

2 استادیار دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

گیاهان بور (B) مورد نیاز برای رشد خود را از محلول خاک تأمین می­کنند. غلظت بور در فاز محلول خاک به وسیله واکنش­های جذب سطحی و رهاسازی روی کلوئیدهای آلی و معدنی خاک کنترل می­شود. از این رو، این واکنش­ها از دیدگاه کشاورزی و زیست محیطی اهمیت بسیار زیادی دارند. با توجه به اهمیت کانی­های رس آلومینوسیلیکاتی در واکنش های جذب سطحی و رهاسازی یون­ها در خاک، در این پژوهش، رفتار جذب سطحی بور روی کانی کائولینایت، تابعی از غلظت تعادلی، pH، غلظت کائولینایت، و قدرت یونی مورد بررسی قرار گرفت. همدماهای جذب سطحی بور در محدوده­ی غلظت تعادلی 0 تا 1319 میکرو مولار در دو pH 5 و 8 نشان داد که جذب سطحی آن با افزایش غلظت افزایش می­یابد و ماکزیمم آن در pH 8 به تقریباً 20 میکرو مول بر گرم کائولینایت می­رسد. داده­های آزمایشی همچنین نشان داد که جذب­سطحی بور با افزایشpH  تا pH حدود 9 افزایش می­یابد و در این pH به حداکثر مقدار می­رسد. سپس با افزایش مجدد  pHمقدار آن تدریجاً کاهش می­یابد. علاوه براین، نتایج نشان داد که در غلظت ثابت بور با افزایش غلظت کائولینایت از میزان جذب سطحی بر واحد وزن کانی کاسته می­شود. بررسی مقدار جذب سطحی بور در قدرت­های یونی مختلف نیز نشان داد که با افزایش قدرت یونی از مقدار جذب سطحی بور کاسته می­شود. رابطه منفی قدرت یونی با جذب سطحی بور احتمالا به دلیل اثر قدرت­یونی بر رفتار باری کائولینایت و بر توزیع گونه­های بور در فاز محلول و نیز اثر رقابتی آنیون نیترات با بورات است. با توجه به مقدار بالای جذب سطحی بور روی کائولینایت و مشابهت جذب سطحی آنیون­ها روی انواع کانی­های رس آلومینوسیلیکاتی، می­توان نتیجه گرفت که این کانی‌ها نقش مهمی در جذب سطحی بور در خاک­ها و در نتیجه در کنترل قابلیت دسترسی آن برای گیاهان دارند.

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of pH and Ionic Strength on Boron Adsorption by Kaolinite

نویسندگان [English]

  • M. Aghaee 1
  • R. Rahnemaie 2
چکیده [English]

Plants uptake boron (B) from the soil solution, in which boron concentration is controlled by adsorption and desorption reactions on soil organic and inorganic colloids. Considering the importance of aluminosilicate minerals in ion adsorption and desorption reactions in soil, in this research, B adsorption behavior on kaolinite was studied as a function of equilibrium concentration, pH, kaolinite concentration, and ionic strength. Adsorption isotherms on kaolinite at pH 5 and 8, and at concentration range of 0 to 1319 μmol/L, indicated that B adsorption increased with increase in its equilibrium concentration and its maximum adsorption at pH 8 reached 20 μmol/L. Adsorption edges also indicated that B adsorption proportionally increased with pH until pH 9, where it reached a maximum level. It was then reversed by further increase in pH.  Experimental data at constant B concentration exhibited an adverse effect of kaolinite concentration on B adsorption. Boron adsorption at three levels of ionic strength showed a negative effect between salt concentration and B adsorption. This adverse effect is likely due to the effect of ionic strength on kaolinite charging behavior, and on the boron solution speciation, and the competitive adsorption of nitrate ion with B. Due to the high amount of boron adsorption on kaolinite and similarity in anion adsorption by different aluminosilicate clay minerals, it can be concluded that these minerals play an important role in boron adsorption in soil and controlling its availability for plants.