Toprak ve Jeokimya
Toprak ve jeokimya, minerallerin, suyun, organik maddelerin ve organizmaların etkileşimde bulunduğu toprakların ve yüzeye yakın yeryüzünün kimyasal bileşimini ve reaksiyonlarını incelemektedir.
Tanım
Çevre kimyasının, toprakların ve yüzeye yakın jeosferin bileşimi, reaksiyonları ve yüzey kimyasıyla ilgilenen dalıdır.
Kapsam
Bu alan, katı yeryüzünün düşük sıcaklıklardaki kimyasını kapsamaktadır: mineral ayrışması ve toprak oluşumu, toprak organik maddesinin yapısı ve reaktivitesi, toprak asitliği ve redoks durumu ile mineral ve organik yüzeylerdeki sorpsiyon ve iyon değişimi süreçleri. Aynı zamanda karasal ortamdaki element döngüsünü, besin maddesi mevcudiyetini ve kirletici davranışını birbirine bağlamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Kayalar nasıl ayrışarak toprakları oluşturur ve elementleri serbest bırakır?
- Toprak asitliğini ve redoks durumunu ne kontrol eder?
- Mineral ve organik yüzeyler iyonları ve kirleticileri nasıl tutar?
- Toprak organik maddesi nasıl oluşur, stabilize edilir ve bozunur?
Temel kuramlar
- Toprak arayüzeylerinde yüzey kompleksleşmesi
- Topraklardaki iyon tutulumu, yüklü mineral ve organik yüzeylerdeki adsorpsiyon ve yüzey kompleksleşmesi ile açıklanmaktadır; bu süreç pH, iyonik güç ve rekabet eden iyonlar tarafından yönetilmekte olup, besin maddesi ve kirletici hareketliliğini kontrol etmektedir.
- Ayrışma ve pedogenez
- Birincil minerallerin kimyasal ayrışması toprak oluşumunu tetiklemekte, besin maddelerini serbest bırakmakta ve yüzeyleri toprak kimyasal davranışına hakim olan ikincil killer ile oksitleri oluşturmaktadır.
Mekanizmalar
Toprak kimyası arayüzeyler tarafından yönetilmektedir. Killer, oksitler ve humus üzerindeki değişken ve kalıcı yüklü yüzeyler katyonları değiş tokuş etmekte ve anyonları ile metalleri bağlamaktadır; pH ve redoks türleşmeyi belirlemekte; ve ayrışma sürekli olarak reaktif ikincil fazlar sağlamaktadır. Bu süreçler, elementlerin çözelti ve katı arasındaki dağılımını belirlemektedir.
Klinik önem
Toprak ve jeokimya, toprak verimliliğinin, ağır metallerin ve kirleticilerin tutulması veya salınımının ve iyileştirme stratejisinin temelini oluşturmaktadır; ayrıca eser metal kirliliğinin dünya çapındaki yayılımını belgelemektedir.
Tarihçe
Çevresel toprak kimyası, klasik toprak bilimi ve jeokimyadan gelişmiş olup, yüzey kompleksleşme kuramı ve spektroskopik yüzey çalışmaları ile 20. yüzyılın sonlarında bu alanı olgunlaştırmıştır.
Öne çıkan isimler
- Garrison Sposito
- Donald L. Sparks
- Victor Goldschmidt
İlgili konular
Temel eserler
- sparks2003
- sposito2008
- nriagu1988
Sıkça sorulan sorular
- Bu alan tarımsal toprak biliminden nasıl farklılaşır?
- Özellikle bitkisel üretim uygulamalarından ziyade, kirletici davranışları da dahil olmak üzere toprakların ve jeosferin temel kimyasına odaklanmaktadır.