002 (3)

76 Ochrona środowiska. Przewodnik do ćwiczeń

76 Ochrona środowiska. Przewodnik do ćwiczeń

0,

HO

Rys 3.1. Niespecyficzna sorpcja fosforu

Oli

Źródło: K. Mengel. Dynamics and availability of major nutrients in soils. Advances in Soil Sciences 1985, nr 2, s. 65-131.

Rys. 3.2. Specyficzna sorpcja fosforanów w glebie kwaśnej

Źródło: W. Grzebisz. Nawożenie roślin uprawnych. Cz. I. Podstawy nawożenia. PWRiL, Poznań 2008.

W przypadku środowiska obojętnego lub zasadowego, w roztworze glebowym znajduje się duża ilość jonów Ca²⁺, które z jonami diwodorofosforanowymi tworzą słabo rozpuszczalne wodorofosforany, a następnie fosforany(V) wapnia według reakcji:

H₂P0₄" + Ca²⁺ + 2 OH -> CaHP0₄ + H₂0 + OPT 2 CaHPCb + Ca²⁺ + 2 OH” -> Ca₃(P0₄)₂ + 2 H₂0

W glebach mineralnych kwaśnych lub bardzo kwaśnych występuje znaczna ilość wodorotlenków glinu Al(OH)₃ i żelaza Fe(OH)3- Obecność dużej ilości tych związków powoduje, że wytrącają się trudno rozpuszczalne w wodzie fosforany glinu i żelaza. Rozpuszczalne formy fosforu najpierw' ulegają przemianom do form ruchomych (dobrze rozpuszczalnych w wodzie), zgodnie z reakcją:

Ca(H₂PCXi)2 + 2 Al(OH)₃->2 Al(OH)₂-H₂P0₄ + Ca(OH)₂ I I,PO„ + Al(OH)₃-> Al(OH)₂ • H2PO4 + H₂0 C':i(l I>PO.,)₂ + 2Fe(0II)3->2Fe(0H)₂-H₂P0₄ 4- Ca(OH)₂ H3PO4 + Fc(OH).r->Fc(OH)₂ • H2PO4 + H₂0

Następnie, w wyniku starzenia się, formy ruchome przechodzą w formy zapasowe (słabo rozpuszczalne), według reakcji:

2 Al(OH)₂ + H₂PQ, + 2A1(0H)₃-»2H₂0 + 2 AI(OH)₂- HP(V Al(OH)₂ + 2FFO 2 Fe(OH)₂ + H₂P04 + 2 Fe(OH)₃ -> 2 H₂0 + 2 Fe(OH)₂ ■ HPO4 • Fe(OH)₂ + 2 H,0

Proces starzenia się fosforanów polega na przekształcaniu pojedynczych wiązań między grupą fosforanową a wodorotlenkami glinu lub żelaza w wiązania podwójne (rys. 3.2). Dzięki materii organicznej zwiększa się sorpcja fosforu poprzez kationy dwu- i trójwartościowe, które są mostkiem łączącym ujemnie naładowane aniony fosforanowe z grupami funkcyjnymi próchnicy [21,50].

Sorpcja fosforanów w glebie jest zjawiskiem bardzo korzystnym z punktu widzenia ochrony środowiska [4]. Zwiększanie pojemności sorpcyjnej gleb w stosunku do jonów fosforanowych znacznie zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia tym pierwiastkiem wód powierzchniowych [38]. Szacuje się, że 66% fosforu trafiającego do środowiska pochodzi ze źródeł obszarowych, w których duży udział ma rolnictwo. Fosfor jest pierwiastkiem, który w największym stopniu przyczynia się do eutrofiza-cji wód; już ładunek w ilości 0,13 g-nr²-rok ¹ stwarza zagrożenie dla jeziora o średniej głębokości 10 m. Ilość fosforu odprowadzanego z terenów uprawnych kształtuje się w przedziale 0,06-2,9 kg-rok ¹ - ha '. W przypadku jezior o dużej zlewał, bezpośredniej istnieje niebezpieczeństwo przedostania się do nich znacznej ilości związków fosforu pochodzących z nawożenia pól, jak również ze ścieków komunalnych odprowadzanych w stanie surowym do gleby, co jest nagminnie praktykowane na terenach o niezorganizowanej gospodarce ściekowej [8].

Duża zdolność gleby do sorbowania fosforanów może być niekorzystna dla rolnictwa ze względu na to, że zmniejsza się wówczas ilość fosforu dostępnego dla roślin [19, 34].

3.4.2. Zasada metody

Glebę wytrząsa się z roztworem diwodorofosforanu(V) wapnia lub potasu o znanym stężeniu. W przesączu oznacza się zawartość fosforu i z różnicy między jego ilością w roztworze użytym do analizy a ilością oznaczoną w przesączu oblicza się ilość fosforu zaadsorbowaną przez glebę. Pozostałe w przesączu glebowym fosforany, nie związane przez glebę, oznacza się kolorymetrycznie metodą wanado--molibdenową. W metodzie tej wykorzystuje się kompleksowy związek powstają-