بررسي اثرات pH و قدرت يوني بر جذب سطحي بور (B) روي كايولينايت

Effects of pH and Ionic Strength on Boron Adsorption by Kaolinite

گياهان بور (B) مورد نياز براي رشد خود را از محلول خاك تامين مي كنند. غلظت بور در فاز محلول خاك به وسيله واكنش هاي جذب سطحي و رهاسازي روي كلوييدهاي آلي و معدني خاك كنترل مي شود. از اين رو، اين واكنش ها از ديدگاه كشاورزي و زيست محيطي اهميت بسيار زيادي دارند. با توجه به اهميت كاني هاي رس آلومينوسيليكاتي در واكنش هاي جذب سطحي و رهاسازي يون ها در خاك، در اين پژوهش، رفتار جذب سطحي بور روي كاني كايولينايت، تابعي از غلظت تعادلي، pH، غلظت كايولينايت، و قدرت يوني مورد بررسي قرار گرفت. همدماهاي جذب سطحي بور در محدوده ي غلظت تعادلي 0 تا 1319 ميكرو مولار در دو pH 5 و 8 نشان داد كه جذب سطحي آن با افزايش غلظت افزايش مي يابد و ماكزيمم آن در pH 8 به تقريباً 20 ميكرو مول بر گرم كايولينايت مي رسد. داده هاي آزمايشي همچنين نشان داد كه جذب سطحي بور با افزايشpH تا pH حدود 9 افزايش مي يابد و در اين pH به حداكثر مقدار مي رسد. سپس با افزايش مجدد pHمقدار آن تدريجاً كاهش مي يابد. علاوه براين، نتايج نشان داد كه در غلظت ثابت بور با افزايش غلظت كايولينايت از ميزان جذب سطحي بر واحد وزن كاني كاسته مي شود. بررسي مقدار جذب سطحي بور در قدرت هاي يوني مختلف نيز نشان داد كه با افزايش قدرت يوني از مقدار جذب سطحي بور كاسته مي شود. رابطه منفي قدرت يوني با جذب سطحي بور احتمالا به دليل اثر قدرت يوني بر رفتار باري كايولينايت و بر توزيع گونه هاي بور در فاز محلول و نيز اثر رقابتي آنيون نيترات با بورات است. با توجه به مقدار بالاي جذب سطحي بور روي كايولينايت و مشابهت جذب سطحي آنيون ها روي انواع كاني هاي رس آلومينوسيليكاتي، مي توان نتيجه گرفت كه اين كاني‌ها نقش مهمي در جذب سطحي بور در خاك ها و در نتيجه در كنترل قابليت دسترسي آن براي گياهان دارند.

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 ?mol/L, indicated that B adsorption increased with increase in its equilibrium concentration and its maximum adsorption at pH 8 reached 20 ?mol/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.