『Abstract
A sampling-separation method and a dynamic monitoring method
were used to investigate the time-dependent reactions of H+
ions with two contrasting types of soil, variable charge soils
(VCS) and constant charge soils (CCS), by directly evaluating
H+ ion consumption and other relevant consequences.
The results for both CCS and VCS show that H+ ion consumption,
increase in positive surface charge and increase in soluble Al
are all characterized by a rapid step followed by a slow one.
The higher the content of free Fe oxides in the soil, the larger
the increase in positive surface charge and in H+ ion
consumption in the initial rapid step. This is due mainly to protonation
on external surfaces. The gradual increase in positive surface
charge in the slow step for the 3 VCSs is a result of H+
ion diffusion to the reactive sites of ≡Fe-OH on internal surfaces.
The very low content of free Fe oxides on internal surfaces of
the 2 CCSs render a negligible increase in positive surface charge
in the slow step. For the 3 VCSs, the gradual consumption of H+
ion in the slow process is the result of protonation, Al dissolution
and/or transformation into exchangeable acidity. For the 2 CCSs,
however, the gradual consumption is mainly the result of Al dissolution
and/or transformation into exchangeable acidity. The time-dependent
Al dissolution from both VCS and CCS is influenced by several
factors such as mineral components, solubility and dissolution
rates of the soils, and H+ ion concentration in soil
suspensions.』
『要旨
試料採取-分離法と動監視法が、H+イオン消費と他の関連する結果を直接評価することにより、変異電荷土壌(VCS)と定電荷土壌(CCS)の2つの対照的なタイプの土壌とのH+イオンの時間依存関係を調べるために用いられた。CCSとVCSの両方の結果は、H+イオン消費・正の表面電荷増加・可溶性Al増加はすべて急なステップとそれに続く遅いステップによって特徴づけられることを示す。土壌中の遊離Fe酸化物含有量が大きいほど、最初の急なステップでの正の表面電荷とH+イオン消費の増加は大きくなる。これは主に外部表面でのプロトネーション〔陽子(水素イオン)付加作用〕による。3つのVCSに対する遅いステップでの正の表面電荷のゆっくりした増加は、内部表面の≡Fe-OH反応性サイトへのH+イオン拡散の結果である。2つのCCSの内部表面において遊離Fe酸化物含有量が非常に小さいことは、遅いステップにける正の表面電荷の増加をごくわずかにする。3つのVCSについて、遅い過程でのH+イオンのゆっくりした消費は、プロトネーション、Al溶解、そして/または交換性酸への変換の結果である。しかし、2つのCCSについては、ゆっくりした消費はおもにAl溶解および/または交換性酸への変換の結果である。VCSとCCSの両方からの時間依存Al溶解は、鉱物成分・土壌の溶解度と溶解速度・土壌懸濁液中のH+イオン濃度のようないくつかの要因に影響される。』
1. Introduction
2. Samples and methods
2.1. Soils
2.2. Methods and analytical procedures
2.2.1. Sampling-separation method
2.2.2. Dynamic monitoring method
3. Results
3.1. Hydrogen ion consumption in the sampling-separation
experiment
3.2. Increase in positive surface charge
3.3. Increase in soluble Al
3.4. Hydrogen ion consumption in the dynamic monitoring experiment
4. Discussion
4.1. Consumption of H+ ions and increase in positive
surface charge
4.2. Soluble Al
4.3. Environmental implications
5. Conclusion
Acknowledgement
References