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研究生:鄒裕民
研究生(外文):ZOU, YU-MIN
論文名稱:磷酸鹽與含鈣質及鐵質四種臺灣土壤之反應機制
論文名稱(外文):Reactive mechanism of phosphate with four calcareous and iron-rich Taiwan soils
指導教授:王明光
指導教授(外文):WANG, MING-GUANG
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:農業化學研究所
學門:農業科學學門
學類:農業化學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1992
畢業學年度:80
語文別:中文
中文關鍵詞:磷酸鹽鈣質台灣土壤
外文關鍵詞:PHOSPHATECALCAREOUSTAIWANSOIL
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為了瞭解磷與鐵、鈣間之交互作用,本研究選取含氧化鐵及碳酸鈣含量差異較大的
林口紅壤、澎湖東衛石灰質紅壤、後寮石灰質黃紅色崩積土及含氧化鐵量低之南灣
石灰質崩積土來作研究。以不同 pH 值、不同濃度之KHPO磷溶液,同時配合純
FeO及CaCO 系統的說明,研究磷液施入這些含氧化鐵與碳酸鈣之土壤後,那
一種物質才是優先促使其於土壤溶液中消失的因子,藉以探討其作用的機制。
以dithionite-citrate-bicarbonate (DCB)去除游離氧化鐵,要比原土壤對磷之吸
持量低,且由X射線繞射分析,得知四種土壤之粘土礦物組成,均以伊來石及高嶺
石為主。由於鐵與鋁對磷及吸持機制類似,故本研究把鐵與高嶺石鋁邊緣(Al-site
) 對磷之吸持作用一起考慮之。
實驗結果顯示,高梯度磁場分離的確可濃縮氧化鐵、鋁於磁性部份,但除了含鐵綠
泥石外,磁分離對粘土礦物之分佈並無多大影響。一般而言,磁性粘粒對磷之吸附
,均高於非磁性部份,後寮磁性粘粒比林口磁性粘粒有較高的磷吸附量,可能與含
鐵綠泥石之存在有關。磷之吸持與以(DCB) 抽出的游離氧化鐵含量有較高相關性(
r>0.79),但與以0.2 M pH 3 NH-oxalate 抽出之無定形氧化鐵之相關性則較
差。
以1.6 mM低磷濃度,低pH值施入純系統下,氧化鐵系統由於帶較正的電性,而碳酸
鈣系統則因氫離子溶解固相的碳酸鈣,再沉澱而生成鈣、磷化合物,故可吸持較多
的磷;反之,在低磷濃度,高pH值時,因氫氧根離子競爭氧化鐵之吸持位置,且碳
酸鈣表面的溶解、再沉澱現象降低,使得吸持的磷較低。由X-ray 繞射分析、SEM
(掃描式電子顯微鏡)觀測,及在高pH值高濃度磷液施用碳酸鈣後,並未生成新的
鈣磷化合物得知,以pH 3,1M之高濃度磷液施入時,brushite晶體之生成,是因碳
酸鈣發生了溶解及再沉澱。又由梅思堡光譜分析,於pH 3之高濃度磷液施用於純的
FeO 中,圖譜上多出一組二重分裂峰的出現,及其迴歸參數,得知氧化鐵與酸
性之高濃度磷酸鹽作用與碳酸鈣相同,有溶解再沉澱Fe-P新物種產生,而此Fe-P之
沉澱為X射線繞射分析所無法偵測得到的。然而若以高濃度、高pH之磷液施入氧化
鐵,並不會導致如此的結果。
當土壤以低濃度磷液施用時,以鐵含量較高之林口及東衛土壤對磷之吸持最大,且
符合Langmuir等溫吸附方程式。而碳酸鈣含量較高之南灣及後寮土壤,於低磷濃度
施用時並未呈現顯著吸持磷的特性;但於高濃度磷液施入土壤後,南灣及後寮土壤
在24小時的平衡時間內,即生成了brushite化合物,此為酸性林口土壤,及低碳酸
鈣含量之東衛土壤所沒有的現象,由此可見,在高濃度磷液施用時,碳酸鈣發揮了
對磷吸持之極大效果,且這種作用與純系統類似,為先溶解與再沉澱之反應機制。
又由梅思堡參數值及X光繞射分析而瞭解,土壤粘粒與低pH值高濃度磷液作用後,
仍然有溶解再沉澱之現象,而生成新的鐵、磷物相之反應。

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