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土壌の酸性化：

土壌の酸性化： 「 強度因子 である 土壌 pH の低下、あるいは 容量因子 である 酸中和量 （ Acid Neutralization Capacity ）あるいは 緩衝能 の減少」として定義される. 土壌の ｐ H 緩衝能. Step １　炭酸塩の溶解 遊離炭酸塩が多量に存在する場合、例えば石灰施肥などを行った土壌では CaCO 3 + H + →　 Ca 2+ + HCO 3 - この反応は炭酸カルシウムが存在する限り継続し、土壌ｐ H の変化はない。. Step ２　造岩鉱物の風化・陽イオン交換

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土壌の酸性化：

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Presentation Transcript

  1. 土壌の酸性化： 「強度因子である土壌pHの低下、あるいは容量因子である酸中和量（Acid Neutralization Capacity）あるいは緩衝能の減少」として定義される.

  2. 土壌のｐH緩衝能 Step１　炭酸塩の溶解 遊離炭酸塩が多量に存在する場合、例えば石灰施肥などを行った土壌では CaCO3+H+→　Ca2++HCO3- この反応は炭酸カルシウムが存在する限り継続し、土壌ｐHの変化はない。

  3. Step２　造岩鉱物の風化・陽イオン交換 造岩鉱物に作用して金属イオンあるいはアルカリ土金属イオンを溶脱させ、粘土鉱物を風化させる。 曹長石　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　カオリナイト 2NaAlSi3O8+9H2O+2H+→2Na+4H4SiO+Al2Si2O5(OH)4 灰長石　 2CaAlSi3O8+H2O+2H++NO3-→2Ca2+2NO3-+Al2Si2O5(OH)4

  4. Step３　アルミニウム・ケイ酸塩の溶解 カオリナイト Al2Si2O5(OH)4+ 6H+　→　Al3++3H4SiO4+H2O ※　この場合はアルミニウムの可溶化・・・・生育障害　

  5. さらに土壌に「強酸」を添加すると・・・ • 1.　溶液中のH+が増加する　＝土壌溶液のｐH低下、溶液のANCが低下 • 2.H+の一部が土壌交換基へ移動する。＝溶液のANCは増加、固相のANCが低下 • 3.　その際、二次鉱物（層状ケイ酸塩）に保持されたH+は、その骨格と反応して破壊（風化）させるので、交換性H+は減少してアルミニウムイオンが溶出する。＝固相のANCは変化なし • 4.Al3++H2O　⇔　AlOH2++H+ 強酸の添加＝固相ANCの低下 １.へもどる

  6. 二酸化硫黄、硫酸 　火山活動、石炭・石油の燃焼により生成（工場、自動車） 水と反応。　　 SO２・H２O　＝　SO３2-+　２H+　　　（プロトンの放出） マンガンや鉄イオンの触媒反応。 SO２・H２O + O２=　２H２SO4　（硫酸に酸化、湿性沈着） オゾンや過酸化水素水ともに微細な雲粒に取り込まれる。 SO２・H２O + O３　=H２SO4+O２ SO２・H2O2=　２H2SO4　（硫酸に酸化、酸性霧、酸性雨）

  7. アンモニュウム塩 由来：家畜などの排泄物から揮散、アルカリ土壌で有機物の分解にともない生成したアンモニアの揮発、化成肥料からの揮散 硫酸、硝酸が溶解した雨や霧の粒子に捕捉されると硫酸アンモニュウムや硝酸アンモニュウムとなり乾性沈着する。 ２ＮＨ３+　Ｈ２ＳＯ４　＝　（ＮＨ４）２ＳＯ４ これが乾性沈着として主に土壌中において硝化されると ＮＨ４++　２Ｏ2　＝　NO3-+H２Ｏ　+2Ｈ+ となり土壌酸性化に寄与する。

  8. 森林に対する影響 ・酸性降下物（とくにＳＯ2）は樹木に沈着しやすい。 　　　　　　↓ 降雨にともない溶脱される。（樹幹流、林内雨の計測結果　図①参照）

  9. 樹幹流の年平均pHはコジイ林，スギ林，ヒノキ林でそれぞれ4.5，3.8，3.9で，スギ林，ヒノキ林で低く，コジイ林で高い値を示した。樹幹流の年平均pHはコジイ林，スギ林，ヒノキ林でそれぞれ4.5，3.8，3.9で，スギ林，ヒノキ林で低く，コジイ林で高い値を示した。 ・コジイ林の樹幹流のpHは傾き１の直線を中心にばらつき，年平均pHは林外雨と同じ。 ・スギ林，ヒノキ林では，１点を除きすべての樹幹流が林外雨より低い値。 スギ，ヒノキ林で雨水が樹幹を流下する過程で酸性化が起こる？

  10. アンモニュウム塩の問題 実際の日本の降雨では、酸性雨に寄与する物質の10～20％が中国大陸から黄砂により飛来するとも言われている。 富山県での降水中の溶存イオンの年間負荷（表②参照） ・アンモニュウムイオンが水素イオンよりも多い。 （世界中でこの傾向がある。） ・土壌中で硝化されれば、アンモニュウムイオン１モルあたり２モルの水素イオンを放出する。 　　　　　　ＮＨ４++　２Ｏ2　＝　NO3-+H２Ｏ　+2Ｈ+ ・単純に降雨のｐＨ値だけで酸性雨の強弱を評価できない！

  11. 玉野市出崎半島における雨水中のカチオン

  12. －土壌の塩類化のメカニズム－ P/PET＜0.50の地域（乾燥、半乾燥地域） 土壌中の水分が下方から上層へ移行するフラックスに 人為的な潅水が加わると・・・・・・・・ １）大量の灌漑水の供給は地下水位の上昇をもたらす。 ２）土壌の浅い場所に一次地下水位が形成。 （乾燥地では比較的浅い場所に不透水層がある場合が多いので・・） ３）表層土壌との間に容易に毛管水の連絡が起こる。 ４）上向きフラックスにより水分の表層移行が起こる。 ５）土壌中の水溶性塩類が表土へ移行して集積する。

  13. 土壌中の水溶性塩類が表土へ移行して集積したら、表層土壌では・・・土壌中の水溶性塩類が表土へ移行して集積したら、表層土壌では・・・ １）土壌の交換基の大部分を水溶性塩類が占めてしまう場合（塩類土壌）　EC>4dS/ｍ　＆　ESP<15%　ｐH＜8.5 ２）交換基に結合している塩基は加水分解をして水酸イオンを生じる（土壌のアルカリ化） EC<4dS/ｍ　＆　 ESP >15%　ｐH＞8.5 さらに炭酸塩を含む土壌では・・・・・（ｐH１０ぐらいになる。） Na+ H2O H+ Na+ OH- Na2CO3 ＋　H2O Na2HCO3 ＋OH- ＋Na+ Na+ NaOHが多量に生成され強アルカリになってしまう 注：ESP＝Exch.Na/CEC

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