IV. Omówienie wyników
4.5. Udział kationów zasadowych w kompleksie sorpcyjnym.
Gleba odznacza się zdolnością zatrzymywania i pochłaniania różnych składników, a w tym jonów, cząstek z roztworów, mikroorganizmów z zawiesin, gazów, oraz par z powietrza. Zdolność tę nazywa się sorpcją, a zjawiska z nią związane zjawiskami sorpcyjnymi [15].
O właściwościach sorpcyjnych zachodzących w glebie decyduje silnie zdyspergowana koloidalna faza stała, nazywana kompleksem sorpcyjnym gleby. Od pojemności kompleksu sorpcyjnego zależy w dużym stopniu żyzność gleb. Z jej wzrostem zwiększa się, bowiem zdolność gleb do sorbowania różnych kationów znajdujących się w roztworze glebowym. Magazynując je w kompleksie sorpcyjnym, chroni gleba różne mineralne składniki pokarmowe przed wymyciem ich przez opady. O żyzności gleby nie decyduje nie tylko wielkość, ale i jakość kompleksu sorpcyjnego, tzn. udział poszczególnych kationów w obsadzie kompleksów. Przewaga jonów Ca i Mg wpływa korzystnie na odczyn i strukturę gleby. Duża ilość jonów Na lub K w stosunku do jonów dwuwartościowych sprawia, że gleba nabiera niekorzystnych właściwości fizycznych [15,18].
Analiza badanych odpadów poflotacyjnych wykazuje, że największy udział w sumie kationów zasadowych ma jon Ca2+ [Tab. 6]. Jego zawartość waha się w przedziale od 18,4 (próbka 10 – Gilów) do 28,6 mmol(+)/100 g gleby (próbka 1 – Wartowice). Tak znaczna udział jonów wapnia spowodowany jest ich naturalną obecnością w osadach poflotacyjnych. Drugim, co do ilości kationem jest jon Mg2+, którego zawartość w osadach mieści się w przedziale od 0,81 (próbka nr 9 – Gilów) do 7,06 mmol(+)/100 g gleby (próbka nr 5 – Wartowice). W badanych próbkach znacznie mniej stwierdza się kationów K+ i Na+. Zawartość potasu waha się w granicach od 0,3 (próbka nr 9 oraz nr 10 – Gilów) do 1,64 mmol(+)/100 g gleby (próbka nr 5 – Wartowice). Ilość sodu mieści się w przedziale od 0,59 (próbka nr 9 oraz nr 10 – Gilów) do 0,89 mmol(+)/100 g gleby (próbka nr 5 – Wartowice).
Prawidłowy układ kationów zasadowych powinien kształtować się następująco: Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ przy znacznej dominacji kationów wapnia [15,17]. Taki układ kationów występuje w osadach poflotacyjnych ze składowiska „Wartowice”. Natomiast w odpadach poflotacyjnych z „Gilowa”, układ ten jest zaburzony, kationy sodu przewyższają zawartość kationów potasu. Taki stan wpływa negatywnie na jakość kompleksu sorpcyjnego odpadów poflotacyjnych tego zbiornika.
Suma kationów wymiennych ( S ) odpadów poflotacyjnych składowiska „Wartowice” kształtuje się na poziomie od 32,02 do (próbka nr 6) do 37,59 mmol(+)/100 g gleby (próbka nr 5). Odpady te zalicza się do bardzo silnie odpornych na degradacje chemiczną (S > 30 mmol(+)/100 g gleby). Natomiast w utworach składowiska „Gilów” suma kationów wymiennych jest niższa, mieści się w przedziale od 20,38 (próbka nr 10) do 26,38 (próbka nr 8) [Tab. 6].
Pojemność sorpcyjna ( T ) określa maksymalną ilość jonów, które sorbuje wymiennie gleba [7]. W analizowanych osadach głównym składnikiem kompleksu sorpcyjnego, jest illit, którego pojemność sorpcyjna wynosi 40 mmol(+)/100 g gleby, towarzyszy mu w nieznacznych ilościach kaolinit. Pojemność sorpcyjna tego minerału to 15 mmol(+)/100 g gleby. W materiale badawczym z „Gilowa” jest więcej kaolinitu niż w materiale z „Wartrowic”, dlatego pojemność sorpcyjna tych osadów mieści się w przedziale od 20,38 (próbka nr 10) do 26,38 (próbka nr 8), a osadów zbiornika „Wartowice” waha się od 32,02 do (próbka nr 6) do 37,59 mmol(+)/100 g gleby (próbka nr 5) [Tab. 6].