| 研究概要 |
アロフェン質および腐植質黒ボク土を用いてカルシウムおよびマグネシウムの吸着実験を,非晶質シリカを用いてナトリウム-カルシウムイオン交換平衡に関する実験を行った.前者の結果を熱力学を適用して解釈すると,カルシウムイオン1モルは2未解離の官能基の2モルの水素イオンと交換して吸着することが明らかになった.また後者からはカルシウム-ナトリウム交換の化学量論は1:2であることが直接的に示された.
また、イオン吸着にともなう水素イオンの授受の化学量論を明らかにするためアロフェン質土壌を試料とし,硫酸イオンの吸着とそれに伴うpH変化,カルシウム,マグネシウム,カリウム,ナトリウム,塩化物および硝酸イオン吸着量の変化を調べた.この結果,土壌溶液の主要共存イオンが1価イオンの場合でも2価イオンの場合でも,硫酸イオン吸着量の増分(mol_ckg^<-1>)は,陽イオンおよび水素イオン吸着量の増分に等しかった.また,硫酸イオン吸着量と土壌溶液のpH-log(SO_4^<2->)との間には1:1の関係があった.この結果は,硫酸イオン1モルは,水素イオンが付加し正に帯電した表面水酸基2モルを占有して吸着することを示している.
さらに,アロフェン質土壌による炭酸イオンの吸着を調べ,二酸化炭素濃度への依存性は小さいことを明らかにした.
ついで,これら弱酸的および弱塩基的官能基への陰イオンおよび陽イオン吸着を組み込んだ数値モデルを作成し,2点のアロフェン質土壌の土壌溶液を水で希釈する過程でのpH変化を数値計算した.両試料で、計算値が実測値をやや下回ったが、差は0.3単位以内であった.
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