Trang chủ » Khoa Học Tự Nhiên » Khoa học môi trường

37 trang

84 lượt xem

Bài giảng Khoa học đất - Chương 2: Các tiến trình hình thành đất

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Các tiến trình hình thành đất. Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.

hpnguyen4

Chương 2- bài 2

CÁC TIẾN TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT

Muïc tieâu

• Lieät keâ 4 tieán trình aûnh höôûng ñeán söï phaùt

trieån cuûa caùc taàng phaùt sinh cuûa ñaát.

• Ñònh nghóa phong hoùa vaät lyù vaø phong hoùa hoùa

hoïc.

1. HÌNH THÀNH ĐẤT TiẾN HÀNH ĐỒNG THỜI HÌNH THÀNH TẦNG PHÁT SINH.

Boå sung

1. 2. Maát 3. 4.

Chuyeån vò (di chuyeån) Chuyeån daïng (thay ñoåi)

möa, OM Boå sung

4 tieán trình

Chaûy traøn • boå sung maát

Chuyeån daïng • maát Chuyeån vò

OM, seùt, ions

Boå sung • chuyeån vò maát • chuyeån daïng Chuyeån vò chuyeån daïng

OM  muøn Khoaùng NS  seùt

Boå sung

maát

Mao daãn

Röûa troâi

Bổ sung

• -chất hữu cơ

TẦNG O

 Bổ sung - H2O, chất hữu cơ, không khí,



muối…

 Chuyển vị - chuyển từ tầng phát sinh này

Mất - H2O, OM, CO2 , dinh dưỡng  Chuyển dạng – cấu trúc, hình thành khóang mới, phong hóa khoáng thành các nguyên tố hóa học, hóa học oxi hóa khử

sang tầng phát sinh khác O.M. sét, nước, Fe, & dinh dưỡng trong keo đất, lớp sét mỏng trên bề mặt thổ nhưỡng là dẫn chứng của sự chuyển vị (lớp sét phủ bên ngòai các hạt)

• TÁC ĐỘNG của các tiến trình khác nhau hình thành các tầng phát sinh khác nhau

• Tầng E (A2)

A E E/ B

BC C

2. Phong hóa: đá hình thành đất như thế nào?

Phong hoùa vaät lyù

Thay ñoåi kích thöôùc caáp haït

caùt -

thòt

maãu chaát - Phong hoùa hoùa hoïc

Thay ñoåi thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa haït

Tầng B

• a) chuyển vị trong tầng,

xuống tầng dưới - A, E, hay O với sự tích lũy sét, Fe, mùn hay carbonates (CaCO3)

• b) mẫu chất biến đổi-phát triển màu, cấu trúc - Bw

Tầng C

• C -

ít chịu tác động của các tiến trình thổ nhưỡng, không có tính chất của các tầng O-A- B-E- tầng mẫu chất

Solum = A + B

Tầng R

• R = đá cứng Cr = mẫu •

chất

Möa höõu hieäu

Boác hôïi Phong hoùa

Röûa troâi&chuyeån vò

Hoaù hoïc

Vaät lyù

Thaám laäu

2.12

Nöôùc vaøo trong ñaát khoâng chæ phong hoùa caùc khoaùng Maø coøn vaän chuyeån caùc chaát töø treân xuoáng

Söï phong hoùa: ñaù bieán ñoåi thaønh ñaát

• Phong hoùa vaät lyù

– Thay ñoåi KÍCH THÖÔÙC haït thòt

maãu chaát -

caùt -

• Phong hoùa hoùa hoïc

– Thay ñoåi thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa haït

Phong hoùa vaät lyù

Nguyeân nhaân taïo ra phong hoùa vaät lyù: 1. Ñoùng-tan baêng 2.

Thay ñoåi nhieät ñoä (vôõ töøng lôùp moûng) Co ngoùt-tröông nôû (khoâ-öôùt) Baøo moøn (nöôùc, gioù, baêng) Sinh tröôûng cuûa reã

3. 4. 5.

Phong hoùa hoùa hoïc

Thuûy hôïp Thuûy phaân

Taát caû caùc kieåu phong hoùa hoùa hoïc ñeàu lieân quan ñeán nöôùc, vì vaäy vuõ löôïng höõu hieäu laø chìa khoùa cuûa phong hoùa hoùa hoïc

Caùc kieåu phong hoùa hoùa hoïc: 1. 2. 3. Hoøa tan 4. Carbonate hoùa 5. Oxi hoùa-khöû (redox) 6.

Phöùc hoùa

1. PHONG HOÙA VAÄT LYÙ

CAÙC YEÁU TOÁ TAÙC ÑOÄNG ÑEÁN

PHONG HOÙA VAÄT LYÙ:

1. Ñoùng baêng-tan baêng 2.

Thay ñoåi nhieät ñoä (bong troùc töøng maûng) Co-tröông (khoâ-aåm) Baøo moøn (nöôùc, gioù, baêng haø) Söï phaùt trieån cuûa reã caây

3. 4. 5.

2. PHONG HOÙA HOÙA HOÏC (PHONG HOÙA ÑÒA-SINH-HOÙA HOÏC)

Thuûy hôïp Thuûy phaân

Taát caû phaûn öùng ñeàu lieân quan ñeán nöôùc, vaäy möa laø yeáu toá chính taùc ñoäng ñeán phong hoùa hoùa hoïc.

Carbonate hoùa Phöùc hoùa

(6) Daïng phong hoùa hoùa hoïc: 1. 2. 3. Hoøa tan 4. 5. 6. Oxi hoùa-khöû (redox)

PHONG HOÙA HOÙA HOÏC (PHONG HOÙA ÑÒA-SINH-HOÙA HOÏC)

Kieåu phaûn öùng

3. Hoøa tan

Acid/base

Thuûy hôïp 1. Thuûy phaân 2. k 3. Carbonate hoùa 4. Phöùc hoùa 5. 6. Oxi hoùa-khöû

Redox

Phong hoùa hoùa hoïc

Caùc phaûn öùng Acid/Base

•

Thuûy hôïp: khoaùng ngaäm nöôùc (haáp phuï) ví duï: khoaùng seùt & mica Thuûy phaân: phaân töû nöôùc phaân ly thaønh ion H+ and OH- Carbonate hoùa: hình thaønh carbonic acid töø söï hoøa tan khí CO2 (töø söï hoâ haáp cuûa sinh vaät)

•

d i c a c ï ö L

Phöùc hoùa: acids höõu cô töø söï phaân giaûi OM phaûn öùng vôùi caùc ion kim loaïi hình thaønh neân caùc phöùc chaát höõu cô-kim loaïi (chelates)

*taát caû ñeàu caàn nöôùc

Phong hoùa hoùa hoïc

Caùc phaûn öùng “Redox”

•

Oxi hoùa khöû: trao ñoåi ñieän töû

Leo the German Loss of electrons = oxidation Gain of electrons = reduction

–

Chaát cho ñieän töû (chaát khöû) maát ñieän töû cho chaát nhaän ñieän töû (chaát oxi hoùa).

Ghi nhôù

Phong hoùa hoùa hoïc Caû 2 daïng phaûn öùng Acid/Base vaø Redox daãn ñeán keát quaû…

•

Hoøa tan: keát quaû cuûa phong hoùa hoùa hoïc: hình

thaønh caùc saûn phaåm hoøa tan.

thuûy phaân –

Phaân töû H2O phaân ly thaønh H+ and OH-; H+ thay theá cation trong caáu truùc khoaùng

phaûn öùng toång quaùt:

khoaùng nguyeân sinh + H2O khoaùng thöù sinh + cation + OH-

H+ + OH-

Ví duï phaûn öùng:

Caùc saûn phaåm hoøa tan

(dd) + 9H2O Al2Si2O5(OH)4(r) + 2Na+

(dd) + 4Si(OH)4(dd)

2NaAlSi3O8(r) + 2H+ Feldspar

Kaolinite

Chuyeån daïng

“dinh döôõng”

Khoaùng haáp phuï nöôùc

thuûy hôïp--

phaûn öùng toång quaùt:

theå raén + H2O

ví duï phaûn öùng:

theå raén • H2O (haáp phuï)

5Fe2O3 + H2O Fe10O15 • H2O (hematite - ñoû) (hemitite ngaäm nuôùc - naâu)

Carbonate hoùa:

Hoøa tan CO2 vaø hình thaønh carbonic acid

H2O + CO2

- H2CO3 H+ + HCO3 (carbonic acid) (bicarbonate)

-(dd)

Ca2+

- CaCO3(r) + H+ + HCO3

(dd) + 2HCO3

(calcite) (dung dòch)

(phaûn öùng thuûy phaân)

Phöùc hoùa: caùc acids höõu cô (oxalic, citric, fulvic) cung caáp H+ oån ñònh aluminum vaø silicon

Caùc acids naøy cuõng phaûn öùng vôùi ion Al3+ hình thaønh neân caùc phöùc höõu cô (chelates)

phöùc hoùa: ví duï phaûn öùng:

Taùc nhaân taïo phöùc (acid höõu cô)

K2[Si6Al2]Al4O20(OH)4 + 6C2O4H2 + 8H2O (muscovite) (oxalic acid)

(dung dòch)

hydroxide)

2K+ + 8OH- + 6C2O4Al+ + 6Si(OH)4 (phöùc) (potassium

Oxi hoùa-khöû (redox): trao ñoåi ñieän töû

• moãi söï oxi hoùa ñeàu ñi ñoâi vôùi söï khöû Quang hôïp = “phaûn öùng oxi hoùa-khöû tieâu bieåu” • cho ñieän töû (chaát khöû)

nhaän ñieän töû (chaát oxi hoùa).

C0 O0 C+4 O-2

Fe+2

(dd)

CO2 + H2O Biomass (CH2O) + O2 Fe+3 Sinh khoái (r) Chaát oxi hoùa

Quang hôïp Photosynthesis Reduction  khöû Aùnh saùng& Light & Chlorophyll dieäp luïc

Chaát khöû

Oxidation Oxi hoùa C Mineralization (respiration) Hoâ haáp

oxi hoùa-khöû (redox)

ví duï:

(dd) + O2 + 6H2O 4FeOOH(s)+8H+

4Fe2+ Fe (II)

Fe (III) oxide (Goethite)

5 cm

hoøa tan:

Söï hoøa tan caùc khoaùng do nöôùc, taát caû caùc phaûn öùng tröôùc laø phaûn öùng hoøa tan.

Taát caû caùc tieán trình phong hoùa hoùa hoïc xaûy ra ñoàng thôøi vaø quan heä maät thieát vôùi nhau. • hoøa tan hoaøn toaøn – taát caû saûn phaåm hoaø tan trong dung dòch

Redox Thuûy hôïp • hoaø tan khoâng hoaøn toaøn – chæ 1 phaàn saûn phaåm hoaø tan

Thuûy phaân Hoøa tan

ví duï phaûn öùng hoaø tan hoaøn toaøn:

Carbonate hoùa Phöùc hoùa

2- (dd) + 2H2O (dd) + SO4 (dung dòch) (dung dòch)

CaSO4(s) • 2H2O Ca2+ (thaïch cao)