Bài giảng Hóa môi trường: Chương 3 - TS. Võ Nguyễn Xuân Quế

Tài liệu này giới thiệu về dung dịch đất, một thành phần thiết yếu trong môi trường đất, và các khía cạnh cơ bản liên quan đến nó.

Tài liệu này hướng đến sinh viên, nhà nghiên cứu, kỹ sư nông nghiệp, chuyên gia môi trường và những ai quan tâm đến lĩnh vực hóa học đất và các quá trình sinh hóa trong môi trường đất.

Tài liệu "Dung dịch đất" của TS. Võ Nguyễn Xuân Quế cung cấp cái nhìn sâu sắc về các khía cạnh cơ bản của dung dịch đất. Bắt đầu bằng việc định nghĩa dung dịch đất là pha lỏng trong đất bao gồm nước và các chất hòa tan như ion hydrat hóa, phức chất vô cơ và hữu cơ, tài liệu nhấn mạnh vai trò quan trọng của nước trong đất, từ việc cung cấp dinh dưỡng cho thực vật đến kiểm soát xói mòn. Nội dung tiếp theo đi sâu vào các thành phần chính của dung dịch đất, bao gồm cation, anion và carbon hữu cơ hòa tan, đồng thời chỉ ra tính chất động và nguồn gốc của chúng từ các phản ứng trong đất. Một phần đáng kể của tài liệu được dành để trình bày về độ ẩm đất, giải thích khái niệm, các phương pháp phân tích (như sấy khô, tính độ ẩm khối lượng) và các loại độ ẩm khác nhau (độ ẩm bão hòa, độ ẩm đồng ruộng, điểm héo vĩnh cửu, hệ số hút ẩm khô kiệt). Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ẩm đất như sa cấu, cấu trúc đất, hàm lượng chất hữu cơ, sự hiện diện của muối và độ sâu cũng được phân tích. Tài liệu tiếp tục khám phá thành phần ion trong dung dịch đất, làm rõ cách xác định chúng thông qua các yếu tố cường độ và dung lượng. Các ion phổ biến như Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+, Al3+, Si4+ (cation) và HCO3-, SO42-, Cl-, NO3- (anion) được liệt kê. Các khái niệm về nồng độ, hoạt độ và cường độ ion cũng được giải thích chi tiết. Tài liệu còn mô tả ba dạng tồn tại của ion hòa tan (ion tự do hydrat hóa, cặp ion và phức chất hòa tan) cùng các điều kiện thúc đẩy phản ứng tạo phức, bao gồm điện tích lớn của ion, sự hiện diện của phối tử vô cơ/hữu cơ, nồng độ phối tử cao và pH cao. Các quá trình hóa học quan trọng như hydrat hóa và thủy phân của cation được trình bày, với sự nhấn mạnh vào thế ion (IP = Z/r) trong việc xác định dạng tồn tại của cation. Tài liệu cũng đề cập đến sự phân bố các dạng hòa tan của ion (speciation), minh họa rằng tổng nồng độ của một thành phần hòa tan là tổng của các ion tự do và các phức chất hòa tan khác nhau. Việc sử dụng hằng số cân bằng, hằng số cân bằng nhiệt động và lý thuyết acid-bazơ của Lewis để tính toán sự phân bố này cũng được giới thiệu, cùng với danh sách các mô hình máy tính được sử dụng để xác định sự phân bố dạng ion. Cuối cùng, tài liệu thảo luận về tính chất nhiệt động học của các phản ứng, đặc biệt là năng lượng Gibbs, để dự đoán khả năng tự xảy ra của phản ứng. Lý thuyết acid-bazơ của Lewis được áp dụng để phân loại ion và mối liên hệ giữa độ cứng/mềm của ion với độc tính sinh học của chúng được đề cập. Độ bền của các phức kim loại hòa tan và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính và khả năng di động của ion trong đất (như dạng hóa học, thành phần khoáng vật, điều kiện môi trường như nhiệt độ, pH, Eh, hàm lượng chất rắn, độ ẩm) cũng được phân tích, kèm theo ví dụ minh họa về sự hấp thu cadmium trên hạt lúa mì.