Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)

6. szám - Dr. Buzás István: A kémiai denitrifikáció valószínűségének vizsgálata vizes talajszuszpenziókban

292 Hidrológiai Közlöny 1973. 6. sz. Dr. Búzás I.: A kémiai denitrifikáció valószínűségének vizsgálata be kell vennünk, hogy a nitrit ugyan lc

í sebességgel képződik, de a redukció folyamatában csak közti termék és valamilyen /c

2 sebességgel tovább alakul. Koncentrációjának időbeni változását a következő differenciálegyenlettel írjuk le: = ^[N0

3 - Nf' - *

2[NÜ

2- N]"

2 (4) Mivel n

x > 1 és a (4) egyenlet megoldása rendkívül bonyolult lenne, közelítő módszert alkalmazunk. Az elmondottak szerint k

2 sokkal nagyobb, mint lc

v ezért a Bodenstein-elv [16] értelmében felírhatjuk : [N0

2 — N]*

2 = —^p— [NÜ

3 — N]"

1 (5) k2 Az egyenletből grafikusan megállapítható, hogy n

2 értéke 1 és 2 közötti szám lehet. A számítás módja a következő: az (5) összefüggést logaritmálva a log (k, [N0

3 —N]

3) = log k

2 + n

2 log [N0

2—N] (6) egyenletet kapjuk. A log (k

x [N0

3 — N]

3) értékeket a log [N0

2 —N] függvényében ábrázolva a pontok egyenesre esnek. Ezen pontokhoz szerkesztett regressziós egyenes iránytangense (SP/SQ), az n

2vel, vagyis a nitrit átalakulási reakcióinak kinetikus bruttó rendjével [2, 16] egyenlő. Az (5) egyenlettel számolt [N0

2 —N]-görbék jól egyeznek a mérési eredményekkel (2. és 3. ábra), de ügyelnünk kell arra, hogy a számítás közelítő [NHif-N] a vizes fázisban jellege miatt a 0nálható. :/, < 1 tartományban nem haszGyakorlati szempontból annak vizsgálata a legfontosabb, hogy a nitrit a továbbiakban milyen végtermékké alakul. Számításaink során három alapfolyamatot tételeztünk fel. Az első szerint kiszámoltuk, hogyan változna az ammónium ionok koncentrációja, ha a nitrit teljes egészében ammóniává alakult volna. A vizes kivonatban mérhető ammóniumkoncentrációt ilyenkor a 2. és 3. ábrán [NH

4 —N]

1-gyel jelzett görbe írná le, melyet a következő egyenlettel számolhatunk: [NH

4 — N] = [NH

4 — N]

0 + + 6([N0

3 — N]

0 — [NO

s — N] — [N0

2 — N]) (7) A (7) egyenletben a b konstans veszi figyelembe, hogy az abszorpció miatt a talajszuszpenzióban levő ammónium ionok csak egy része van a vizes fázisban. 25 °C-os, 1 : 5 talaj—víz arányú talajszuszpenziókban a b konstanst meghatároztuk, ami a talaj adott körülmények között felvett ammónium-abszorpciós egyenesének iránytangengensével egyenlő (4. ábra). A második esetben azt feltételeztük, hogy a nitrit teljes mennyisége ammónium ionokkal reagálva kémiai denitrifikáció során nitrogéngázzá alakul. Az ammónium ionok koncentrációváltozására ilyenkor az [NH

4 —N]

2-jelű görbék adódnak. Ezek kiszámítása is a (7) egyenlettel történik, csak a b előtt negatív előjel szerepel. [N0

s-NJ a vizes fázisban 4. ábra. Az ammónium- és nitrátionok adszorpciójának vizsgálata talaj szuszpenziókban I: Réti agyagtalaj (Szarvas), II: Homokos esernozjom (Izsák), III: Barna erdőtalaj (Szekszárd) Puc. 4. Mccnedoeanue adcopnifuu uonoe UMMOIIUH U numpama e zpynmoeux cycnencuRx A. Jlyroßan rumra (oKpecraocTb r. CapBaiu), JIA. riecMaHbiti MepH03eM (oKpecTHocrb c. HwaK), AAA. KopniHeBan jiecHan no»JBa (OKpecTHOebT r. CeKcapfl) Abb. 4. Untersuchung der Adsorption der Ammonium- und Nitratione in Bodensuspensionen I. Wiesen-Lehmboden (Szarvas), II. Sandiger Tschernosjom (Izsák), III. Brauner Waldboden (Szekszárd)