关于土壤酸化过程的土壤化学分析

关于土壤酸化过程的土壤化学分析

吴新源

广东易正检测科技有限公司 广东东莞 523000

摘要:土壤酸化往往会改变土壤的性质，其自身生物活性必然发生变化，以至于土壤内部营养成分会有效降低，碱性离子及离子溶淋便会逐渐消失，这极易对作物产生严重的毒害作用。故本文主要采用文献资料检索方法，先检索国内与土壤酸化及其化学机理等相关的研究报告和学术论文等，对相关研究成果进行系统化地梳理及总结分析，并围绕着土壤实际酸化过程的化学反应机理情况开展深入研究及探讨。本次课题研究可谓是运用到各种学科方法、基础理论及成果，并从整体入手综合研究本课题，以保证本次课题研究的客观性及精准性，期望可以为后续更多技术专家和学者对此类课题的实践研究提供有价值的指导或者参考。

关键词:土壤；化学；酸化过程；

前 言

因受人类各项活动所影响及利用土地方式持续变化，土壤持续加快酸化进程，严重危害到生态环境及农业生产。因而，积极落实土壤实际酸化过程的化学反应机理情况综合分析，对进一步了解土壤整个酸化过程及其环境变化，更好地应对当前所面临的土壤环境相关问题来说，有着一定的现实意义和价值。

1. 土壤酸化

土壤酸化，其往往起始于自然界土壤内部活性质子，也就是氢离子。在一定程度上，土壤当中，氢离子来源相对较多，如土壤当中所生存动物及植物，它们借助呼吸作用致使碳酸产生；水经解离作用，酸雨或雨水中会含有一定量氢离子如硫酸、硝酸、碳酸等各种无机酸；农业生产当中所用酸性肥料和氮肥料硝化作用，致使氢离子产生。土壤内部所原有化学平衡因受氢离子影响而遭到破坏，且氢离子及土壤胶体当中盐基离子有化学反应产生，交换出来后者，氢离子被土壤当中胶体所吸附，土壤胶体当中交换性的氢离子不断积累，被交换盐基离子持续增加，不断溶入至土壤内部，伴随着雨水逐渐流失。氢离子及土壤当中固相铝化合物处于无任何的催化剂条件之下有化学反应产生，释放等量铝离子，三价的铝离子水解后，促使3个氢离子被释放^[1]。可见，土壤整个酸化过程也就是数量交换性的氢离子或者是铝离子不断溶入至土壤内部吸收性的复合体当中，致使碱性离子逐步从土壤内中淋失整个过程。受土壤酸化影响，土壤内部pH值持续降低，土壤则呈酸性，影响土壤内部活性，以至于改变土壤内部养分形态，降低土壤自身有效性，游离状态之下锰及铝离子加速溶入至土壤溶液内部，地上所种植作物极易受毒害。酸在对土壤产生酸化作用过程，其以活性酸及潜性酸为主。活性酸直接反应出土壤溶液内部氢离子实际浓度。交换态氢离子及铝离子相关离子则表示潜性酸。氯离子及氢离子处于吸附状态之下，不会表现潜性酸。反之，被氢离子所交换逐步溶入至土壤溶液，才表现出一定酸性，整个过程有着可逆性。

2. 化学分析

2.1 在土壤酸化和阳离子的交换复合体层面

酸性的沉淀物进至土壤过后，以土壤的交换复合体内清除为方式，自土壤溶液内有效清除盐基离子，促使土壤有酸化反应产生。故土壤内部阳离子交换性会直接影响着土壤整个酸化过程。中性及碱性土壤当中，交换复合体所在表面位置交换场会受盐基离子所支配。酸性矿质土壤当中，交换复合体所在表面位置易受铝组分、少量锰及铁所支配，因酸性系统内部硅酸盐的矿物品格遭到破坏所致。土壤酸化发生率和交换复合体当中盐基离子与铝离子实际数量比例有着密切联系。土壤当中有机质持续积累，以至于形成了粘粒矿物，以至于土壤自身吸附性的负电荷实际数量及其化学淋溶增加，可有效排除掉盐基离子，而这一过程致使土壤会产生酸化过程，直接或者间接性降低土壤自身盐基的饱和度^[2]。如就地焚烧植物当中有机体，对盐基离子的产生及吸附性的负电荷实际数量减少均有着直接影响，可缓冲土壤整个酸化过程。

2.2 在土壤酸化强度因子与容量因子层面

土壤酸化所涉及到化学反应往往均有着十分繁杂的过程，简单指标通常难以实现对整个过程的完全体现。但土壤酸化当中以容量因子及强度因子为核心概念。容量因子，即一个或者是多个组分总体储存量。土壤酸化当中容量因子主要指的是质子或者铝组分总体储存量。早期部分研究学者指出通过碱中和的容量法表示土壤产生酸化过程，此方法主要选取好一定量水及土壤，水与土之间为配比需予以适当把控，充分震荡混合液，以稀氢氧化钠标准溶液作为滴定液，而酚酞作为指示剂，并以溶液变红便可终止，所消耗掉碱量用以代表碱中和的容量；反之，可风化类矿物的储量中盐或者是总体盐基基实际储存量就能够反证土壤实际酸化程度。

2.3 在土壤的溶液化学和盐基淋溶层面

对于土壤酸化实际状况，盐基淋溶属于引发酸化反应主要节点。盐基淋溶以产生一定酸根的阴离子为必要条件。土壤当中阴离子通常为硅酸氢类根离子、磷酸氢类根离子、硫酸类根离子、硝酸类根离子、碳酸氢类根离子等。近中性的土壤当中，阴离子以碳酸氢类根离子为主，其自身活度往往会受到相应pH值及土壤空气内部CO2分压所制约。CO2-H2O平衡体系当中，溶液死机pH值通常为5.6，碳酸参与至酸化发生显然呈极小可能性。故酸沉降的冲击作用环境，土壤酸化因输入强酸，并非土壤自然酸化。pH为4.0条件下，酸雨内部硫酸类根离子实际含量比酸性的沉降物内部盐基离子总量高

^[3]。

2.4 在土壤酸化与盐基离子的吸收层面

那么，从容量层面分析，土壤酸化仅处于持续消耗再盐基情况之下才会发生。在土壤系统内部盐基离子的消耗途径以植物离子吸收及盐基离子伴随着水流失为主。自然生态整个系统内部，森林的生物量当中盐基离子净积累属于土壤酸化主要诱发因素。土壤内部，矿物的风化作用整个过程往往无法消除盐基离子实际净积累过程。大量实践研究均证明了自然界所产生酸化现象，其和森林当中树种自身生物学基本特性关系密切：富含钙及镁一些树种易发生酸化，常绿树种相比落叶树种来说，酸化发生可能性相对较大。植物当中盐基吸收对土壤剖面当中部分酸化会产生直接影响。因植物离子吸收经氢离子释放实现，碳酸氢离子用以交换实际所需硝酸类根离子、阳离子、阴离子等。因此，可借助植物当中阳离子及其阴离子实际净吸收量之间差值，对对由于植物吸收过程所致酸化效应予以度量。以化学反应分析，土壤及植物内部氮循环通常维持平衡状态。分析土壤整个酸化过程当中化学现象，需着重考虑到植物阳离子的吸收所致土壤交换的盐基库内部盐基逐渐减少，其相比较土壤总体酸度之间变化，临界强度减少因子上更易被表现。植物内部叶组织受酸性的沉降物所冲击，致使大量酸产生，对氢离子释放及吸收交换盐基有着直接影响，对组织内部化学平衡起到保护作用，主动吸收相应的阳离子，以至于植物加强吸收土壤当中的阳离子，土壤便会产生一定的酸化效应。故土壤当中种植植被实际生长状况针对于酸性的沉降物所致土壤产生酸化效应无较大影响。

结语

综上所述，土壤整个酸化过程严重危害着人们的生产与生活，对于土壤所造成后果较为突出，广大研究人员可结合土壤整个酸化过程当中化学反应，对其发生原因予以深入分析，便于探索到壤酸化最佳限制或者延缓途径。

参考文献

[1]张玲玉,赵学强,沈仁芳.土壤酸化及其生态效应[J].生态学杂志,2019,10(006):912-913.

[2]虞璐.生物质炭对酸化土壤的改良效应及其对土壤硝化作用的影响[D].浙江大学,2019,26（002）：111-114.

[3]王朋顺,刘莉,李忠意,等.电渗析与酸淋洗模拟紫色土酸化的效果比较[C].2019年中国土壤学会土壤环境专业委员会,土壤化学专业委员会联合学术研讨会论文摘要集.2019,30（025）：545-546.