جذب سطحی رقابتی آرسنات و فسفات روی کلسایت

کلسایت، پایدارترین شکل کربنات کلسیم در خاک، یکی از اجزای مهم فاز جامد خاک های مناطق خشک و نیمه خشک است. این کانی بر رفتار شیمیایی یون ها از جمله اکسی آنیون ها و فلزات انتقالی در خاک اثرات مهمی دارد. آرسنات و فسفات از اکسی آنیون های مهم در سیستم های طبیعی نظیر خاک هستند و به دلیل تشابه یونی، معمولا برای بار سطحی ذرات کلوییدی خاک از طریق واکنش های جذب سطحی و رهاسازی به شدت با هم رقابت می کنند. با توجه به اهمیت این واکنش در کنترل غلظت تعادلی آرسنات و فسفات در خاک، در این تحقیق جذب سطحی آرسنات روی کانی کلسایت در غلظت های مختلف آرسنات و در قدرت های یونی مختلف و در رقابت با فسفات بررسی و با مدلی شیمیایی توصیف شد. همچنین رفتار باری کلسایت به روش تیترسنجی اسید و باز در قدرت های یونی مختلف اندازه گیری گردید. بر اساس داده های تیتراسیون، نقطه صفر بار الکتریکی کانی در pH2/8 تعیین شد. همدما های جذب سطحی آرسنات نشان داد که جذب سطحی آرسنات متاثر از قدرت یونی و غلظت اولیه آن است. در قدرت های یونی کم، جذب سطحی آرسنات حداکثر بود و با افزایش قدرت یونی از مقدار آن کاسته شد. جذب سطحی آرسنات با افزایش غلظت فسفات کاهش یافت اما آرسنات تاثیری بر جذب سطحی فسفات نداشت که نشان می دهد فسفات قوی تر از آرسنات جذب سطحی کلسایت می شود. داده های آزمایشی با مدل شیمیایی CD-MUSIC توصیف و پیش بینی گردیدند. مدل داده ها را با در نظر گرفتن دو کمپلکس درون کره ای سطحی ≡Ca2O2AsO2 و  ≡Ca2O2PO2  با دقت بالا (R2=0.998) توصیف کرد. به طور کلی نتایج آزمایشی و ضرایب مدل نشان داد که برهم کنش بسیار قوی تر فسفات با کلسایت موجب افزایش زیست فراهمی آرسنات و تحرک آن در خاک های آهکی می شود.