Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)
6. szám - Dr. Buzás István: A kémiai denitrifikáció valószínűségének vizsgálata vizes talajszuszpenziókban
Dr. Busás I.: A kémiai denitrifikáció valószínűségének vizsgálata Hidrológiai Közlöny 1973. 6. sz. 293 Végiil, ha azt feltételezzük, hogy a nitrát menynyiségének csökkenését a nitrogénig történő redukció okozza (NOj — — N 2), vagy a nitrát valamilyen módon immobilizálódik, az ammóniumkoncentráció állandó marad: [NH 4—N] = [NH 4 — N] 0 (8) Arra vonatkozóan, hogy az egyes esetekben a három feltételezett folyamat közül melyik lejátszódásának van nagyobb valószínűsége, már a 2. és 3. ábra alapján is megállapításokat tehetünk. Kezeletlen talajszuszpenzióknál (2. ábra) az ammónium ionok koncentrációja a kezdeti szakaszban — amíg jelentős a nitritkoncentráció — az [NH 4 — N] 2 görbék szerint változik. Ez kémiai denitrifikiációs nitrogénveszteségre utal. Később az ammónifikáció ezt a csökkenést túlkompenzálja és végeredményben a (7) egyenlettel számolt [NH 4 —N] x görbénél is nagyobb lehet a mért ammóniumkoncentráció. Ammóniumnitráttal kezelt talajszuszpenziók esetén (3. ábra) a számított [NH^ —N] x és [NH 4-N] 2 görbékhez képes az ammóniumkoncentráció lényegében változatlan maradt. A jelenség sokféleképpen magyarázható, mert ezt az eredményt kapjuk, ha az eltűnt nitrogént a mikroorganizmusok testük felépítésére használják fel, vagy ha a műtrágya által megnövelt ammóniumkoncentráció visszaszorítja az ammónifikációt, a nitrit pedig csak nitrogénig redukálódik [(8) egyenlet]. Hasonló a helyzet akkor is, ha az ammónifikációval termelődött ammónia a vizsgált esetben megközelítően egyenlő a kémiai denitrifikáció során elreagált mennyiséggel. A számított n., értékek bizonyítják, hogy ez az utóbbi eset a valószínű. Ugyanis amenynyiben a nitrtit túlnyomó része az ammónium ionokkal reagálva, a kémiai denitrifikációt leíró bimolekuláris reakcióegyenletnek megfelelően fogy el, az n 2 értékének az NCXT és NH 4 ionok arányától függően változni kell. Ilven reakciónál n 2 értéke egyenlő kettővel, ha a reakciópartnerek koncentrációja azonos. Valamelyik reagáló anyag viszonylagos mennyiségének növelésével a reakciórend l-re csökkenhet, amikor is a reakció látszólag monomolekulárissá (pszeudomonomolekuláris reakcióvá) válik, mivel a nagy mennyiségben jelenlevő reakciópartner koncentrációja a reakció során gyakorlatilag nem változik. Az n 2 értékek a talajtípustól, illetve a talajtípusnak megfelelő [N0 2 —N] és [NH 4 —N] aránytól függően változnak. Például, az ammóniumnitráttal kezelt réti agyagtalajnál, ahol a nitritkoncentráció nagysága megközelítette a vizes kivonatban levő ammónium ionokét, n 2 értéke 1,73, míg az izsáki homoktalajnál a viszonylag nagy ammónium koncentráció miatt (ami a homok kis abszorpcióképességének következménye) csak 1,16. Ezek az eredmények arra mutatnak, hogy az adott körülmények között, a nitráttartalom csökkenését kémiai denitrifikáció követi, és ez egyaránt jelentős mértékű az egymástól teljesen különböző három talajféleség esetében. A denitrifikációs folyamatoknak ez a dinamikus, kinetikus szemlélete világossá teszi azt, hogy statikus vizsgálati és értékelési módszerekkel miért nem lehet összefüggést találni a nitritkoncentráció nagysága és a denitrifikációs veszteségek között. A nitrit. ionok koncentrációjának nagysága ugyanis a keletkezési és az átalakulási reakciók sebességének viszonyától függ elsősorban. A nitrit ionok így kis mennyiségük ellenére is döntő szerepet játszhatnak a denitrifikációban. összefoglalás Vizes talajszuszpenziókban lejátszódó denitrifikációs folyamatok tanulmányozása céljából mértük három, egymástól jelentősen különböző talajtípust képviselő talajféleség szuszpenziójában a nitrát-, nitrit- és ammónium-ionok koncentrációjának változását. A kapott koncentráció-idő görbéket formálisan, reakciókinetikai módszerekkel elemeztük. A levezetett összefüggések a változásokat jó közelítéssel leírták. Segítségükkel megállapítható a nitrit ionok átalakulásának kinetikus bruttó reakciórendje. A reakciórend változásának vizsgálata azt mutatta hogy a nitrátredukció során mindhárom talaj esetében jelentős mértékű volt: a kémiai denitrifikáció. IRODALOM [1] Allison, F. E. (1963): Soil Sei., 96. 404—409. [2] Bares, J. et al. (1966): Fizikai-kémiai számítások. Tankönyvkiadó. Budapest. 1966. [3] Bazilinszkaja, M. V. (1968): C/X Za rubezsom (rasztenyievodsztvo) No 6. I—7. [4] Búzás, I. (1969): X. Biokémiai vándorgyűlés előadásai., 1. 15. Budapest. MTESz. MKE. [5] Oady, F. B.— Bartholomew, W. V. (I960): Soil Sei. Soc. Am. l'roc., 24. 477—482. [6\Cady, F. B. —Bartholomew, W. V. (1961): Soil Sei. Soc. Am. Proc., 25. 362—365. [7 \Cady, F. B.— Bartholomew, W. V. (1963): Soil Sei. Soc. Am. Proc., 27. 546—549. [8] Garter, J. N.— Allison, F. E. (1961): Soil Sei. Soc. Am. Proc., 25. 484—486. [9] Cliao Tyng-Tsair —Bartholomen >, W. V. (1964): Agron. Abstr. 21. [10]Chao Tyng-Tsair—Kroontje, W. (1966): Soil Sei. Soc. Amer. Proc., 30. 193. [11] Clark, F. E.— Beard, W. E. (1960): Trans. 7th. Intern. Congr. Soil. Sei. Madison. Wisconsin. Comm. III. 501—508. Elsevier. Amsterdam. [12] Clark, F. E. et al. (1960): Soil Sei. Soc. Am. Proc. 24. 50—54. [13] Clark, F. E. (1962): Intern. Soil Congr. Trans. New Zealand., 173—176. [14] Cooper, G. S.—Smith R. L. (1963): Soil Sei. Soc. Am. Proc., 27. 659—662. [15] Delwiche, C. C. (1965): Inorganic Nitrogen Metabolism., 233—256. Baltimore, Maryland. [16] Erdey-Grúz, T.—Schay, G. (1964): Elméleti fizikai-kótnia II. Tankönyvkiadó. Budapest. 1964. [17] Gerresten, F. C.—de Hoop, 11. (1957): Can. J. Microbiol., 3. 359—380. [18] Ghosh, S. K. (1957): Z. Physik. Chem. (Leipzig): 206. 321—326. [19] Khiyver, A. J. —Verhoeven IF. (1954): J. Microbiol. Serol. , 20. 241 —262. [20] Melk, B. D.—MacKenzie, A. J. (1965): Soil Sei. Soc. Am. Proc., 29. 176—178. [21] Nömmik, II. (1956): Acta Ayr. Scand., 6. 195—228. [22] Reuss, J. 0.—Smith, R. L. (1965): Soil. Sei. Soc. Am. Proc., 29. 267—270. [23] Sabble, IF. E.—Reed, L. IF. (1964): Soil Sei. Soc. Am. Proc., 28. 478—481. [24] Smith, D. II.—Clark, F. E. (I960): Soil Sri. 90. 86—92.
