أكثر

14.8: العوامل الفيزيائية - الأس الهيدروجيني (الحموضة والقلوية) - علوم الأرض

14.8: العوامل الفيزيائية - الأس الهيدروجيني (الحموضة والقلوية) - علوم الأرض


يبلغ متوسط ​​مياه البحر حوالي 8.1 على مقياس من 1 إلى 14 (1 حامضي ، 14 أساسي و 7 متعادل).
مياه البحر هي نظام مخزون بمعنى أنه يتم التحكم فيه في نطاق.
إذا أصبح حامضيًا جدًا ، فإنه يذوب كربونات الكالسيوم3، إذا كان أساسيًا جدًا ، فإنه يؤدي إلى ترسب كربونات الكالسيوم3

تصبح مياه البحر أكثر حمضية بقليل بالقرب من CCD (عمق تعويض الكربونات). تحتاج الحيوانات ذات الأصداف الكربونية والاختبارات إلى مياه قاعدية (قلوية) من أجل ترسيب قذائفها والحفاظ عليها. هذه مشاكل ضخمة محتملة للمحيطات مع زيادة تراكم ثاني أكسيد الكربون2 في الغلاف الجوي والمحيطات.


طريقة تحليل الأس الهيدروجيني والقلوية

الرقم الهيدروجيني هو مقياس لتركيز أيون الهيدروجين في الماء كما تم تصنيفه على مقياس من 1.0 إلى 14.0. كلما انخفض الرقم الهيدروجيني للمياه ، زادت حمضية الماء. كلما ارتفع الرقم الهيدروجيني للمياه ، كلما كانت قاعدية أو قلوية. يؤثر الرقم الهيدروجيني على العديد من العمليات الكيميائية والبيولوجية في الماء والكائنات الحية المختلفة لها نطاقات مختلفة من الأس الهيدروجيني تزدهر فيها. تفضل أكبر مجموعة متنوعة من الحيوانات المائية نطاق الأس الهيدروجيني من 6.5 - 8.0. يقلل الرقم الهيدروجيني خارج هذا النطاق من التنوع في التيار لأنه يشدد على الأنظمة الفسيولوجية لمعظم الكائنات الحية ويمكن أن يقلل من التكاثر. يمكن أن يسمح انخفاض درجة الحموضة أيضًا بالعناصر والمركبات السامة مثل المعادن الثقيلة أن تصبح متحركة و "متاحة" لامتصاصها بواسطة النباتات والحيوانات المائية. مرة أخرى ، يمكن أن ينتج عن هذا ظروف سامة للحياة المائية ، خاصة للأنواع الحساسة مثل التراوت.

يمكن أن تحدث التغيرات في الحموضة بسبب ترسب الغلاف الجوي (المطر الحمضي أو الصدمة الحمضية من ذوبان الجليد) ، والصخور المحيطة ، وتصريف المياه العادمة. من الناحية الفنية ، يقيس مقياس الأس الهيدروجيني التركيز اللوغاريتمي للهيدروجين (H +) وأيونات الهيدروكسيد (OH-) ، والتي تشكل الماء (H + + OH- = H20). عندما يكون كلا النوعين من الأيونات في تركيز متساوٍ ، يكون الأس الهيدروجيني 7.0 أو متعادل. أقل من 7.0 ، الماء حمضي (يوجد أيونات الهيدروجين أكثر من أيونات الهيدروكسيد). عندما يكون الرقم الهيدروجيني أعلى من 7.0 ، يكون الماء قلويًا ، أو قاعديًا (يوجد أيونات الهيدروكسيد أكثر من أيونات الهيدروجين). نظرًا لأن المقياس لوغاريتمي ، فإن الانخفاض في الرقم الهيدروجيني بمقدار 1.0 وحدة هو زيادة بمقدار 10 أضعاف في الحموضة. لذلك ، فإن عينة من الماء برقم هيدروجيني 5.0 تكون حمضية بعشر مرات مثل عينة ذات أس هيدروجيني 6.0. الرقم الهيدروجيني 4.0 هو حمضي 100 مرة مثل الرقم الهيدروجيني 6.0.

القلوية هو مقياس "سعة التخزين المؤقت" للنهر ، أو قدرته على تحييد الأحماض. المركبات القلوية في الماء مثل البيكربونات (نوع واحد من صودا الخبز) والكربونات والهيدروكسيدات تزيل أيونات H + وتخفض حموضة الماء (مما يعني زيادة الرقم الهيدروجيني). يفعلون ذلك عادة عن طريق الدمج مع أيونات H + لصنع مركبات جديدة. بدون هذه القدرة المعادلة للأحماض ، فإن أي حمض يضاف إلى النهر سيؤدي إلى تغيير فوري في الرقم الهيدروجيني. يعد قياس القلوية أمرًا مهمًا لتحديد قدرة النهر على تحييد التلوث الحمضي (كما تم قياسه بواسطة الرقم الهيدروجيني) من هطول الأمطار أو ذوبان الجليد. إنه أحد أفضل مقاييس حساسية النهر للمدخلات الحمضية. تأتي القلوية من الصخور والتربة والأملاح وأنشطة نباتية معينة وبعض تصريفات مياه الصرف الصناعي. يتم قياس القلوية الكلية عن طريق جمع عينة من الماء وقياس كمية الحمض اللازمة لجلب العينة إلى الرقم الهيدروجيني 4.2. في هذا الرقم الهيدروجيني يتم "استنفاد" جميع المركبات القلوية في العينة. تم الإبلاغ عن النتيجة على أنها ملليغرام لكل لتر (ملغم / لتر) من كربونات الكالسيوم.

يصنف مشروع مراقبة المطر الحمضي في ولاية ماساتشوستس المياه وفقًا لقلويتها على النحو التالي:

& lt0 * mg / l: حامض GT5-10 ملجم / لتر: شديد الحساسية
& gt0-2 mg / l: حرج GT10-20 ملجم / لتر: حساس
& gt2-5 mg / l: مهددة بالانقراض & gt20mg / l: غير حساس

طريقة أخذ العينات للبحيرات

  • زجاجة عينة من البولي إيثيلين عالي الكثافة ، 500 مل
  • مبرد وكوليتس أو ثلج
  • حقيبة Zip-loc (حجم 1 جالون)

  • اشطف زجاجة سعة 500 مل (بما في ذلك الغطاء) ثلاث مرات بالماء السطحي في موقع أخذ العينات. تأكد من إفراغ ماء الشطف بعيدًا عن مكان أخذ العينات.
  • زجاجة عينة مفتوحة سفلية مقلوبة حتى طول الذراع.
  • تحت الماء ، اقلب الزجاجة رأسًا على عقب واتركها تمتلئ.
  • عندما لا تظهر المزيد من الفقاعات ، قم بتغطية الزجاجة تحت الماء وارجع إلى السطح مرة أخرى.
  • ضع العينة في المبرد لتسليمها إلى المختبر
  • في ورقة حقل البحيرة الخاصة بك ، قم بتسجيل معرف العينة واكتب "pH / ANC" في عمود الكيمياء

مدة الحجز 8 ساعات للرقم الهيدروجيني و 14 يومًا للقلوية.

ملحوظة: ضع كمية كافية من الثلج أو ما يعادلها في المبرد لتقليل درجة حرارة العينة إلى 4 درجات مئوية في أسرع وقت ممكن.

طريقة أخذ العينات للأنهار

  • زجاجة عينة من البولي إيثيلين عالي الكثافة ، 500 مل
  • مبرد وكوليتس أو ثلج
  • حقيبة Zip-loc (حجم 1 جالون)

يجب أن تؤخذ العينات من المياه المتدفقة التمثيلية. يجب أن يكون الماء أعمق من زجاجات العينة وأن يكون خاليًا من حثالة وحطام السطح. إذا لم يكن الماء عميقًا بدرجة كافية في موقع أخذ العينات المعتاد ، فابحث عن موقع آخر قريب يمثل الموقع نفسه ولكنه أعمق. إذا لم يكن هناك أي عينة ، فلا تجمع عينة وتوضح على الورقة الميدانية أن مستوى الماء منخفض جدًا. لاحظ أنه لا ينصح بأخذ العينات من بنك التدفق ، حيث يمكن أن يؤدي إلى عينات غير تمثيلية.

ادخل التيار بحذر ، وامشي في اتجاه التيار وتجنب إثارة الرواسب السفلية. انتظر حتى تعود ظروف الاضطراب المسبق (من الخوض في الماء) قبل أخذ العينة. إذا كنت في زورق ، اجعل شريكك يثبته.

خذ عينة في منتصف الدفق ، إن أمكن. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فابتعد عن الشاطئ بقدر ما هو آمن. امش في اتجاه التيار واجمع العينة حتى لا تقف أو تطفو في اتجاه منبع الزجاجة.

انزع غطاء زجاجة العينة واشطفها ثلاث مرات بمياه النهر: املأ الزجاجة جزئيًا ، ثم غلقها ، ورجها ، ثم أفرغها في اتجاه مجرى النهر.

لأخذ عينة ، اغمس الزجاجة بالكامل تحت الماء ، وامتلئها بالفيضان.

قم بغطاء الزجاجة وهي لا تزال تحت الماء ، من أجل القضاء على أي هواء من زجاجة العينة.

العودة إلى الشاطئ ووضع العينة في المبرد مع الثلج.

املأ ورقة حقل النهر تمامًا على الفور ، واكتب "pH / ANC" في عمود "الكيمياء"


الأحماض والقواعد

يمكن للأزواج الحمضية القاعدية تحييد بعضها البعض مثل H + و OH- في هذه المعادلة.

كتعريف تشغيلي ، فإن الحمض هو مادة تقلل من درجة الحموضة عند إضافتها إلى الماء النقي. بالطريقة نفسها ، القاعدة هي مادة تزيد من درجة حموضة الماء ⁴. لتعريف هذه المواد بشكل أكبر ، قرر أرينيوس في عام 1884 أن الحمض سيطلق أيون الهيدروجين (H +) عندما يذوب في الماء ، وستطلق القاعدة أيون الهيدروكسيل (OH-) في الماء ⁴. ومع ذلك ، هناك بعض المواد التي تناسب التعريف التشغيلي (تغيير الأس الهيدروجيني) ، دون ملاءمة تعريف Arrhenius (إطلاق أيون). لتفسير ذلك ، أعاد برونستيد ولوري تعريف الأحماض والقواعد التي يطلق الحمض أيون الهيدروجين أو البروتون (ما يعادل H +) وتقبل القاعدة أيون الهيدروجين أو البروتون ⁴. هذا يعني أن الأحماض والقواعد يمكن أن تلغي بعضها البعض ، كما هو موضح في معادلة الماء على اليمين.

أساسي أو قلوي

تشمل الأمثلة الشائعة للقلويات حليب المغنيسيا & # 8211 Mg (OH) 2 ، والبوتاس الكاوية & # 8211 KOH ، والجير المطفأ / ماء الجير & # 8211 Ca (OH) 2 ، والصودا الكاوية (الغسول) & # 8211 هيدروكسيد الصوديوم.

تعني المصطلحات & # 8220alkaline & # 8221 و & # 8220basic & # 8221 نفس الشيء تقريبًا. من خلال تعريف Bronsted-Lowry ، يصف الأساسي أي مادة تقلل من تركيز أيون الهيدروجين وتزيد من الرقم الهيدروجيني للماء ، أو بعبارة أخرى ، القاعدة ⁴. تأتي القلوية من القلويات ، والتي تشير إلى المركبات الأيونية (الأملاح) التي تحتوي على فلز قلوي أو عناصر فلزية أرضية قلوية تشكل أيونات هيدروكسيد عندما تذوب في الماء ⁵. الأملاح القلوية شائعة جدًا وتذوب بسهولة. بسبب أيونات الهيدروكسيد التي تنتجها (مما يزيد الرقم الهيدروجيني) ، فإن جميع القلويات هي قواعد. تحدد بعض المصادر أي قاعدة قابلة للذوبان على أنها قلوية ⁵. على هذا النحو ، يمكن وصف القواعد القابلة للذوبان كـ & # 8220basic & # 8221 أو & # 8220alkaline & # 8221. ومع ذلك ، يجب وصف القواعد غير القابلة للذوبان (مثل أكسيد النحاس) فقط على أنها أساسية وليست قلوية.


ما هو نطاق الأس الهيدروجيني الطبيعي للبول؟

يتكون البول من الماء والأملاح وفضلات الكلى. يمكن أن يؤثر توازن هذه المركبات على مستويات حموضة البول ، والتي يقيسها المتخصصون في درجة الحموضة.

الرقم الهيدروجيني هو قياس مدى حمضية أو قلوية بول الشخص. غالبًا ما يختبر الأطباء درجة حموضة البول ، وقد يجرون اختبارات تشخيصية أخرى ، عندما يكون لدى الشخص أعراض قد تكون مرتبطة بمشكلة في المسالك البولية.

يبحث اختبار الأس الهيدروجيني في مدى حمضية أو قلوية بول الشخص.

وفقًا للجمعية الأمريكية للكيمياء السريرية ، يبلغ متوسط ​​قيمة الرقم الهيدروجيني للبول 6.0 ، ولكن يمكن أن يتراوح من 4.5 إلى 8.0. البول أقل من 5.0 حمضي ، والبول الأعلى من 8.0 قلوي أو قاعدي.

قد يكون للمختبرات المختلفة نطاقات مختلفة لمستويات الأس الهيدروجيني "العادية". سيشرح تقرير المختبر المستويات الطبيعية وغير الطبيعية للمختبر المحدد. عادة ما يشرح الطبيب هذه النتائج للشخص.

أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على درجة حموضة البول هو الطعام الذي يأكله الشخص. من المحتمل أن يسأل الطبيب الشخص عن الأطعمة التي يأكلها عادةً قبل تقييم نتائج درجة الحموضة في البول.

إذا كان لدى الشخص درجة حموضة عالية في البول ، مما يعني أنه أكثر قلوية ، فقد يشير ذلك إلى حالة طبية مثل:

يمكن أن يكون لدى الشخص أيضًا درجة حموضة أعلى في البول بسبب القيء لفترات طويلة. هذا يخلص الجسم من حمض المعدة ، مما يجعل سوائل الجسم أكثر أساسية.

يمكن أن يخلق البول الحمضي أيضًا بيئة يمكن أن تتشكل فيها حصوات الكلى.

إذا كان لدى الشخص درجة حموضة منخفضة في البول ، مما يعني أنه أكثر حمضية ، فقد يشير ذلك إلى حالة طبية مثل:

يمكن أن يؤدي تناول بعض الأدوية أيضًا إلى جعل درجة حموضة البول أكثر أساسية أو حمضية.

يجب على الشخص أن يسأل طبيبه إذا كان يجب عليه التوقف عن تناول بعض الأدوية في ليلة أو صباح تحليل البول. ومع ذلك ، قد يرغب الطبيب في بعض الأحيان في أن يستمر الشخص في تناول هذه الأدوية لتحديد درجة حموضة بول الشخص أثناء تناولها.

نظرًا لأن العديد من العوامل تؤثر على درجة الحموضة في البول ، ولأنها يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا ، لا يمكن للطبيب تشخيص حالة طبية بناءً على الرقم الهيدروجيني وحده. على سبيل المثال ، يمكن أن يشير الرقم الهيدروجيني الذي يزيد عن 7 إلى عدوى المسالك البولية أو نوع مختلف من العدوى.

قد يفكر الطبيب في درجة حموضة البول مع أعراض أخرى لإجراء التشخيص. قد يطلبون أيضًا إجراء اختبار درجة الحموضة في البول لدراسة فعالية علاجات حصوات الكلى.

تهدف الأدوية مثل مثبطات الأنهيدراز الكربونية (أسيتازولاميد) إلى جعل البول أكثر قلوية ، لذلك قد يأخذ الطبيب أكثر من عينة واحدة لمعرفة ما إذا كان الرقم الهيدروجيني يتغير أم لا.

في بعض الأحيان ، قد يطلب الطبيب عينة بول "نظيفة" لمنع دخول البكتيريا إلى العينة. هذا يعني أن الشخص سينظف منطقة أعضائه التناسلية ، ويطلق كمية صغيرة من البول ، ويجمع 1-2 أوقية من البول لاختبار درجة الحموضة.

يتكون تحليل البول من ثلاثة مكونات رئيسية:

  • الامتحان البصري: عندما يفحص الطبيب أو فني المختبر البول ، سيفحصون لونه ، وما إذا كانت هناك مادة غريبة مثل الدم في البول ، وما إذا كان البول يبدو رغويًا.
  • اختبار مقياس العمق: يتضمن اختبار مقياس العمق وضع قطعة من الورق المعالج بشكل خاص ، أو ورق عباد الشمس ، في عينة البول. سيتغير لون مقياس العمق لإظهار مدى حمضية أو قلوية البول. قد يتغير لونه أيضًا في حالة وجود مواد أخرى ، مثل الجلوكوز أو خلايا الدم البيضاء أو البيليروبين أو البروتينات في البول.
  • الفحص المجهري: سيفحص فني المختبر كمية صغيرة من البول تحت المجهر للبحث عن الجزيئات ، مثل خلايا الدم الحمراء أو البلورات أو خلايا الدم البيضاء. لا توجد عادة في البول ويمكن أن تشير إلى حالة طبية أساسية.

لا يسبب اختبار درجة الحموضة في البول آثارًا جانبية. سيتبول الشخص كما يفعل عادةً لتقديم العينة.

يمكن أن تساعد حموضة أو قلوية البول الطبيب في تشخيص الحالات الطبية. يمكن للأطباء اختبار درجة حموضة البول باستخدام اختبار ورق عباد الشمس.

يمكن للطبيب إجراء اختبار درجة الحموضة في البول كجزء من اختبار تحليل البول الأكبر ، أو يمكنه على وجه التحديد اختبار درجة الحموضة في البول.

يمكن أن تشير مستويات الأس الهيدروجيني المرتفعة والمنخفضة إلى مشاكل في الكلى لدى الشخص ، مثل البيئة التي يمكن أن تساعد في تكوين حصوات الكلى.


تشمل الأدوية التي يمكن أن تسبب البول القلوي الأسيتازولاميد ، وهو مدر للبول يستخدم لعلاج الجلوكوما ، وبعض أنواع النوبات وفشل القلب الاحتقاني. تشمل الأدوية الأخرى التي تزيد من قلوية البول بيكربونات الصوديوم وسيترات البوتاسيوم. تشمل الأدوية التي تجعل البول أكثر حمضية مدرات البول الثيازيدية ، وميثينامين ماندلات ، وهو مضاد حيوي يستخدم للوقاية من التهابات المسالك البولية أو السيطرة عليها ولكن ليس لعلاجها ، وكلوريد الأمونيوم الذي يستخدم لعلاج قلوية الدم.

عادة ما تكون عينة البول الأولى في الصباح أكثر حمضية من البول الذي يتم إنتاجه في وقت لاحق من اليوم ، لأنك تتنفس بشكل أقل سطحية أثناء النوم ، مما ينتج عنه حماض تنفسي طفيف في الدم. إذا لم تختبر عينة البول مباشرة بعد التبول وتركتها في وعاء مفتوح ، فقد تتراكم البكتيريا وتتكاثر. البكتيريا الموجودة في البول تجعله أكثر قلوية ، لذلك قد تحصل على نتائج غير دقيقة.


ما العوامل التي تؤثر على الرقم الهيدروجيني للسائل المنوي؟ (مع الصور)

العوامل الرئيسية التي يمكن أن تؤثر على الرقم الهيدروجيني للسائل المنوي هي الإجهاد ، وبعض الأدوية أو الأدوية ، والتشوهات في الأوعية المنوية التي تربط الخصيتين بخزان الحيوانات المنوية. يمكن أن يشير السائل المنوي الحمضي بطبيعته إلى حالة صحية ، ولكن العديد من أسباب عدم انتظام الأس الهيدروجيني مؤقتة ويمكن عكسها.

السائل المنوي قلوي بشكل عام لأنه يعمل على حماية الحيوانات المنوية من البيئة الحمضية لمهبل الأنثى. بدون هذه الحماية ، قد تموت الحيوانات المنوية أو تكون حركتها منخفضة ، مما يؤدي إلى مشاكل في الخصوبة. قد تؤثر أشياء بسيطة مثل التوتر والقلق ونقص الفيتامينات وتعاطي التبغ بشكل متكرر على درجة حموضة السائل المنوي. إذا تم اكتشاف أن السائل المنوي له طبيعة حمضية ، فيجب استبعاد هذه الأسباب قبل النظر في مشاكل أخرى.

هناك عامل آخر يمكن أن يؤثر على الرقم الهيدروجيني وهو وجود خلل في طريقة تكوين الخصيتين أو الأوعية الضامة أو القضيب. يمكن أن يشير هذا إلى مشاكل هرمونية ، حيث تلعب الهرمونات دورًا كبيرًا في درجة الحموضة في سوائل الجسم. يمكن إجراء اختبارات للتحقق من هذه الاختلالات الهرمونية ، بالإضافة إلى العلامات الجسدية التي تشير إلى وجود مثل هذه الاختلالات.

يجب على الذكور الذين يشعرون بالقلق بشأن الخصوبة بسبب عدم توازن الأس الهيدروجيني أن يبدأوا في تناول الفيتامينات المتعددة يوميًا وتناول نظام غذائي غني بالفيتامينات والمعادن. يجب أيضًا التعامل مع التوتر إذا أصبح مشكلة ، ويمكن أن يساعد التأمل أو التمارين اليومية في تقليل أعراض التوتر والقلق الشديد. يمكن أن يمنع الحفاظ على وزن مناسب أيضًا حدوث مشاكل في مستويات الأس الهيدروجيني.

إذا لم تنجح هذه الأساليب في تطبيع الرقم الهيدروجيني للسائل المنوي ، فيجب إشراك أخصائي رعاية صحية للتحقق من أي مشاكل أساسية. يمكن عادةً إصلاح العديد من التشوهات ، مثل انسداد الأوعية الدموية بالجراحة. يمكن أيضًا تصحيح المشكلات الهرمونية في بعض الأحيان باستخدام العلاج بالهرمونات البديلة عن طريق الفم أو الحقن.

من أجل قياس درجة الحموضة في السائل المنوي بشكل صحيح ، يجب على الرجل الامتناع عن النشاط الجنسي لمدة ثلاثة أيام أو أكثر. سيُطلب منه بعد ذلك تقديم عينة من السائل المنوي ، والتي سيتم اختبارها من حيث الحموضة وصحة الحيوانات المنوية لتحديد ما إذا كان الرقم الهيدروجيني ليس كما ينبغي.


مناقشة

تشير نتائج دراستنا إلى أن العلاقات بين درجة حموضة التربة والعوامل المكونة للتربة تختلف باختلاف الآفاق.

في الأفق أ ، أثر المناخ والتضاريس بشكل أساسي على تغير درجة الحموضة في التربة. أشارت العديد من الدراسات إلى أن درجة الحرارة وهطول الأمطار من العوامل المهمة التي تتحكم في درجة حموضة التربة [21 ، 37 ، 38]. تؤثر درجة الحرارة بشكل أساسي على معدل التجوية الصخرية ، ويؤثر هطول الأمطار في الغالب على تدفق المواد. إلى حد ما ، يمكن أن يؤثر المناخ على عملية التفاعل الكيميائي للتربة وبالتالي يؤثر على درجة الحموضة في التربة. التربة من مناخات مختلفة لها درجة حموضة مميزة للتربة. عادة ما تكون التربة من المناخات القاحلة قلوية مع ارتفاع درجة الحموضة في التربة. على النقيض من ذلك ، فإن التربة من المناخات الرطبة عادة ما تكون حمضية مع انخفاض درجة الحموضة في التربة [20]. يمكن أن يؤثر تغير المناخ على هطول الأمطار الإقليمي إلى حد معين. يمكن أن تؤدي زيادة هطول الأمطار إلى تسرب العديد من الكاتيونات القلوية الأساسية من التربة السطحية ، وقد تؤدي هذه الحالة إلى تحمض التربة السطحية. Chytr & # x000fd et al. [22] أبلغ عن ارتباط سلبي كبير بين درجة الحموضة في التربة وكمية الهطول التي قد تكون ناجمة عن زيادة الترسيب مما يعزز معدل الترشيح لبعض الكاتيونات القلوية ، مثل Ca 2+ و Mg 2+ و K + و Na على طول التضاريس الانحدار. في بعض البيئات الدافئة ، سيحتوي محلول التربة على كمية كبيرة من أيونات H + لأن درجات الحرارة المرتفعة يمكن أن تسرع من تراكم المواد العضوية في التربة [39]. يعتبر تفكك حمض الكربونيك أيضًا مصدرًا مهمًا لـ H + في محلول التربة [40].

تؤثر التضاريس في درجة حموضة التربة بطريقتين أساسيتين. الأول من خلال التحكم في تدفق المياه ونقل المواد [17]. والآخر من خلال تغيير المناخ المحلي ، يمكن أن يؤثر الارتفاع بشكل ملحوظ على درجة الحرارة المحلية وهطول الأمطار. بشكل عام ، غالبًا ما تحدث درجات الحرارة المنخفضة والأمطار الوفيرة على ارتفاعات عالية. Seibert et al. [14] وجد أن الطبوغرافيا وكيمياء التربة لديهما ارتباط كبير في الأفق O ، مما يشير إلى أن التربة السطحية معرضة بشدة للضوابط الطبوغرافية. في نفس الدراسة ، أفادوا أن عوامل التضاريس المشتقة من DEMs (نماذج الارتفاع الرقمية) مرتبطة بشكل كبير مع درجة الحموضة في التربة. في المنطقة الحالية ، كان مؤشرين مرتبطين برطوبة التربة ، TWI و MNR ، من أهم العوامل الطبوغرافية التي أثرت على الرقم الهيدروجيني للتربة. يعتبر TWI (ln (a / tan)) ، الذي يجمع بين المنطقة المساهمة من المنحدر المحلي والمنحدر ، عاملاً مهمًا لتحديد التحكم الطبوغرافي في العمليات الهيدرولوجية [15 ، 18]. MNR هو مؤشر بسيط متعلق بتراكم التدفق ويرتبط بحالة مستجمعات المياه الإقليمية. Seibert et al. [14] ذكرت أن درجة حموضة التربة في الطبقة العضوية تزداد مع TWI. ومع ذلك ، في دراستنا ، كان الرقم الهيدروجيني للتربة مرتبطًا بشكل سلبي مع TWI (r = & # x022120.005). قد يكون هذا الاختلاف ناتجًا عن تضاريس التلال المحلية الخاصة [15].

ATR هو عامل رئيسي في الأفق A. ارتبط ATR بشكل إيجابي مع درجة الحموضة في التربة في الآفاق الثلاثة (r = 0.365 ، 0.393 ، 0.435 p & # x0003c0.01 ، للأفق A و B و C على التوالي). منطقة دراستنا هي منطقة جبلية نموذجية مغطاة بالحجر الجيري. سيؤدي ارتفاع ATR إلى تعرض الصخور للتمدد الحراري المستمر. ستؤدي هذه العملية إلى زيادة معدل التجوية الصخرية وزيادة تركيز الكالسيوم 2+ في محلول التربة ، مما يؤدي إلى زيادة درجة حموضة التربة. هنا ، كان ATR مرتبطًا بشكل إيجابي مع PWQ وعمق الوادي (الجدول 4). وبالتالي ، فإن ATR المرتفع يكون مصحوبًا باستمرار بترسيب غني وتضاريس مموجة. ومن ثم ، أظهرت نتائجنا أن قدرًا كبيرًا من الكالسيوم 2+ تم ترشحه عن طريق الترسيب على طول تدرج التضاريس ، وبالتالي ، كان Ca 2+ من محلول التربة في الأفق A منخفضًا. قد يفسر هذا الموقف لماذا كان الرقم الهيدروجيني للتربة في الأفق A هو الأدنى في الآفاق الثلاثة. ثبت أن PQW ، وهو عامل يتضمن درجة الحرارة وهطول الأمطار ، متغير مهم في أفق B و C. ربما كان هذا لأنه عندما تسرع درجة الحرارة المرتفعة معدل التجوية بالحجر الجيري ، يمكن أن يؤدي هطول الأمطار الغني إلى زيادة وقت الترشيح بشكل كبير. لذلك ، يتم فقد المزيد من Ca 2+ في الأفق A وترسب في أفق B و C. ينتج عن هذا الموقف القيم الأعلى للأس الهيدروجيني للتربة في الأفقين B و C مقارنة بالأفق A.

في الأفقين B و C ، كانت المادة الأم هي العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على درجة الحموضة في التربة. رويتر وآخرون [24] ذكرت أن توزيع الأس الهيدروجيني للتربة يعتمد بشكل كبير على طبيعة المادة الأم. في دراستهم ، تم تطوير التربة منخفضة الأس الهيدروجيني بشكل أساسي من المواد الحمضية ، وتربة الأس الهيدروجيني المرتفعة مقدمة أساسًا في الطبيعة الجيرية للمواد الأم. Castrignano A وآخرون. [41] وجد أيضًا أن التربة التي تم تطويرها مباشرة على ركائز كربونية ، مثل Leptosols و Regosols ، تظهر درجة حموضة محايدة أو قلوية ضعيفة ، في حين أن تلك التي تم تطويرها على الحراثة الجليدية (تخضع لعملية التلميع ، على سبيل المثال ، Cambisols أو عملية podsolization ، على سبيل المثال ، Podzols) لديها درجة حموضة طفيفة إلى شديدة الحمضية. يبدو أن المواد الأصلية لها أهمية كبيرة في حموضة التربة ، حيث أن الرقم الهيدروجيني للتربة التي تم تطويرها من الأحجار الرملية الترياسية أعلى بكثير من تلك الموجودة في الرمال الرباعية [23]. في هذه الدراسة ، من الواضح أن التربة التي تم تطويرها من الحجر الجيري البرمي والمارلايت السيلوري لديها درجة حموضة أقل في التربة من تلك الموجودة في العصر الكمبري والجوراسي والأوردوفيشي والحجر الجيري الترياسي (الشكل 2). يحدث ارتفاع درجة الحموضة في التربة على ارتفاعات منخفضة حيث ترفع عمليات القلوية والتملح من درجة الحموضة. يتم توزيع الأس الهيدروجيني المنخفض للتربة على قمم الجبال لأن إنتاج الصخور الجرانيتية يمكن أن يسرع من عمليات تكسير البودات [42]. تم الحصول على نتيجة مماثلة في الدراسة الحالية. تم توزيع الحجر الجيري البرمي والمارلايت السيلوري على ارتفاعات عالية بمتوسط ​​ارتفاعات 1182 و 1201 م على التوالي. تم توزيع الحجر الجيري الجوراسي والأوردوفيشي والترياسي على ارتفاعات بمتوسط ​​ارتفاعات 1016 و 1038 و 1132 م على التوالي. قد يكون انخفاض درجة الحموضة في التربة للحجر الجيري السيلوري ومارلايت السيلوري ناتجًا عن انخفاض درجة الحرارة التي تحد من تحلل المواد العضوية في التربة وبالتالي تسبب في تراكم الأحماض العضوية في التربة.

يمكن تفسير ما يزيد عن 70٪ من إجمالي الاختلافات في درجة حموضة التربة في الآفاق الثلاثة بواسطة نماذج CART. قد يكون عدم اليقين مرتبطًا بنقص الممارسات الزراعية التفصيلية ، مثل التسميد وجودة مياه الصرف ، لأن الأنشطة البشرية كان لها أيضًا تأثيرات واضحة على خصائص التربة [43]. تم إهمال العديد من المتغيرات ، مثل قوام التربة ومسامية التربة في هذه الدراسة. عدم اليقين من الطريقة نفسها موجودة أيضا. بالنظر إلى أن النموذج نظر فقط في العلاقة بين المتغيرات المستقلة والتابعة ، لم يتم النظر في الارتباطات بين المتغيرات المستقلة. كان عدم اليقين في الأفق A هو الأدنى بين الآفاق في هذه الدراسة ربما لأن التربة في الأفق A كانت أكثر تعرضًا للبيئة وتأثرت بسهولة بالعوامل المدروسة.


كيفية رفع درجة الحموضة في التربة الحمضية

كخطوة أولى جرب السماد. يمكن أن يكون لها تأثير ملحوظ على التربة الحمضية. على سبيل المثال ، أظهرت دراسة أجرتها وكالة حماية البيئة (EPA) أن الماء الذي يحتوي على درجة حموضة حوالي 2 يتم تصريفه من المنجم قد ارتفع إلى درجة حموضة قدرها 5 بحلول الوقت الذي يمر فيه من خلال مرشح السماد.

اذهب ببطء. من الممكن استخدام عوامل سريعة المفعول لتغيير درجة حموضة التربة بشكل جذري. ومع ذلك ، فإنك تخاطر بالقضاء على كائنات التربة الخاصة بك وهم رفقاء مهمون لنباتاتك. اقتلهم وأنت تقتل تربتك بشكل فعال.

اهدف إلى رفع درجة الحموضة بحد أقصى 1 نقطة في كل موسم. يضاف الجير عادة لرفع درجة الحموضة. يمكنك استخدام الكالسيتيك أو الدولوميت الجير. يضيف الكالسيتيك لايم الكالسيوم فقط إلى التربة الخاصة بك بينما يضيف الجير الدولوميت الكالسيوم والمغنيسيوم. هذه سوف تغير درجة الحموضة ببطء. بالإضافة إلى أنه سيجعل الفسفور متاحًا بشكل أكبر ويزيد من النشاط البكتيري مع الآثار الجانبية لتحرير النيتروجين لمحصولك.

تعتمد الكمية التي تضيفها على نسيج التربة. في التربة الرملية ، استخدم كمية أقل من الجير وقم بتطبيقه في كثير من الأحيان. اتبع الإرشادات الموضحة على الجير الذي تشتريه ، ولكن يرجى أن تبطئ - امنح التربة فرصة.


ما هو مقياس الأس الهيدروجيني ودرجة الحموضة؟

وفقًا للكيمياء ، فإن الرقم الهيدروجيني هو إمكانات الهيدروجين أو قوة الهيدروجين. إنه مقياس يستخدم لتحديد القاعدية أو الحموضة المرتبطة بمادة ما.

لتحديد الرقم الهيدروجيني ، يجب أن تكون المادة في شكل مائي إلى حد ما. هذا لأن الرقم الهيدروجيني مؤشر على تركيز أيونات H + في المادة وهذه الأيونات موجودة فقط في محلول مائي

الرقم الهيدروجيني = & # 8211 سجل [H3O +]

مقياس الأس الهيدروجيني هو مقياس لوغاريتمي يشير عكسياً إلى تركيز أيونات الهيدروجين (H +) ، أي كالسلبي (أو المقلوب) للنشاط اللوغاريتمي الأساسي للأيونات.

قيمة الأس الهيدروجيني التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة ، تحرض على طبيعة العنصر المعني. يشير الرقم الهيدروجيني 7 إلى أن المحلول الذي تم اختباره محايد.

إذا انخفض الرقم الهيدروجيني بين قوسين من 0 إلى 7 ، يُطلق على المحلول اسم محلول حمضي ، وإذا كان يقع بين 7-14 ، فإن المحلول هو الحل الأساسي بطبيعته.

دور المؤشرات

المؤشرات عبارة عن مواد كيميائية تساعد في عملية تحديد الأس الهيدروجيني من خلال إظهار تغيرات اللون فيما يتعلق بطبيعة المحلول.

هذا يعني أن المؤشرات تساعد في تحليل الأس الهيدروجيني بمجرد تغيير لون المحلول.

كل مؤشر ، بحكم خصائصه ، له لون حمضي ، ولون قلوي ، ودرجة حموضة محددة يغير فيها اللون.

على سبيل المثال ، يعتبر الفينول فثالين مؤشرًا عديم اللون عمليًا في المحاليل الحمضية ويتغير اللون من اللون الوردي الداكن إلى الأحمر للحصول على المحاليل القلوية القوية ، حيث تبدأ قيم الأس الهيدروجيني من 9.

يعطي المؤشر العالمي ألوانًا مختلفة بقيم pH مختلفة.

يتراوح من الأحمر (للمحاليل شديدة الحموضة ذات الرقم الهيدروجيني 0-1) إلى الأرجواني (تشير إلى المحاليل القلوية القوية مع الرقم الهيدروجيني 12-14) ، كما هو موضح في الشكل.


نبذة مختصرة

تم تطبيق المفاعل الحيوي ذو الطبقة السفلية الهيكلية (DFSBR) لمعالجة تصريف مناجم الأحماض الاصطناعية (AMD) لتقليل الكبريتات وزيادة الأس الهيدروجيني والمعادن المترسبة في المحاليل (Co ، و Cu ، و Fe ، و Mn ، و Ni ، و Zn) باستخدام فيناس كإلكترون المتبرع للبكتيريا الحد من الكبريتات (SRB). حققت DFSBR كفاءة في إزالة الكبريتات بين 55 و 91 ٪ ، وتم الحصول على إزالة Co و Ni بكفاءات أكبر من 80 ٪ ، بينما تمت إزالة Fe و Zn و Cu و Mn بمتوسط ​​كفاءة 70 و 80 و 73 و 60 ٪ على التوالي. أدى اختزال الكبريتات إلى زيادة درجة الحموضة من معتدلة الحمضية إلى 6.7-7.5. أكدت بيانات النمذجة النتائج التجريبية وكان ترسيب كبريتيد المعدن هو المسؤول الرئيسي عن إزالة المعادن. كانت الأجناس الرئيسية المسؤولة عن اختزال الكبريتات والمعادن Geobacter و ديسولفوفيبريو بينما كانت المخمرات بارابكتيرويد و الكبريت. علاوة على ذلك ، في التوليف مع SRB ، لعبوا دورًا مهمًا في كفاءة إزالة المعادن والكبريتات.


شاهد الفيديو: الصف السابع - استكشاف التعادل في المحاليل + اختبار درجة الحموضة