Sorpsiyon ve İyon Değişimi
Mineral ve organik yüzeylerdeki sorpsiyon ve iyon değişimi, toprak ve tortulardaki besin maddeleri, metaller ve kirleticilerin tutulmasını ve salınımını kontrol etmektedir.
Tanım
Toprak ve tortulardaki katı-çözelti arayüzeylerinde iyonların ve moleküllerin birikiminin, tersinir iyon değişimi ve spesifik adsorpsiyon dahil olmak üzere incelenmesidir.
Kapsam
Bu konu, yüklü yüzeylerdeki katyon ve anyon değişimini, metallerin ve oksianyonların spesifik adsorpsiyonunu ve yüzey kompleksleşmesini, organik bileşiklerin sorpsiyon izotermlerini ve dağılımını, ayrıca bu süreçlerin pH, iyonik güç ve yüzey özelliklerine bağımlılığını kapsamaktadır.
Temel sorular
- Nonspesifik iyon değişimini spesifik adsorpsiyondan ayıran nedir?
- pH ve iyonik güç sorpsiyonu nasıl kontrol etmektedir?
- Sorpsiyon verileri izotermler ve yüzey kompleksleşmesi modelleriyle nasıl açıklanmaktadır?
- Organik kirleticiler neden toprak organik maddesine dağılmaktadır?
Temel kuramlar
- Yüzey kompleksleşmesi ve iyon değişimi
- İyon tutulumu, kalıcı yüklü bölgelerdeki zayıf, tersinir elektrostatik değişimden, değişken yüklü oksitler üzerindeki yüzey kompleksleşmesi yoluyla gerçekleşen güçlü, pH'a bağlı spesifik adsorpsiyona kadar uzanmakta olup, toprak sorpsiyonunun birleşik bir tanımını sunmaktadır.
Mekanizmalar
Killer üzerindeki kalıcı negatif yük, tersinir katyon değişimini yönlendirirken, değişken yüklü oksit ve kenar bölgeleri, gücü pH'a ve iyona bağlı olan iç ve dış küre yüzey kompleksleri oluşturmaktadır. Apolar organik bileşikler ise başlıca toprak organik maddesine dağılmakta olup, bu durum organik karbon içeriğiyle ilişkili dağılım katsayıları ile açıklanmaktadır.
Klinik önem
Sorpsiyon ve iyon değişimi, besin maddeleri ve kirleticilerin biyoyararlanımını, yıkanmasını ve hareketliliğini belirlemekte olup, taşınımın tahmin edilmesinde ve iyileştirme tasarımında merkezi bir rol oynamaktadır.
Tarihçe
Topraklardaki baz değişimi üzerine yapılan ilk çalışmalardan itibaren, alan 20. yüzyılın sonlarında yüzey kompleksleşmesi modellemesi ve bağlanma mekanizmalarının spektroskopik olarak doğrulanması yoluyla ilerlemiştir.
Öne çıkan isimler
- Garrison Sposito
- Donald L. Sparks
İlgili konular
Temel eserler
- sparks2003
- sposito2008
Sıkça sorulan sorular
- Katyon değişim kapasitesi nedir?
- Bir toprağın negatif yüklü yüzeylerinde tutabileceği değiştirilebilir katyon miktarı olup, besin maddelerini tutma yeteneğinin önemli bir ölçütüdür.