ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಎಂದರೇನು?
ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಖನಿಜಗಳು, ಬಂಡೆಗಳು, ಅಂತರ್ಜಲ ಮತ್ತು ನದಿಗಳು ಮತ್ತು ಸಾಗರಗಳಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಅನೇಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಎರಡು ಮೂಲಭೂತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿತ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ). ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಖನಿಜ ಸ್ಥಿರತೆ, ಲೋಹದ ಚಲನಶೀಲತೆ, ನೀರಿನ ಗುಣಮಟ್ಟ, ಅದಿರು ರಚನೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಚಲನಶೀಲತೆಯನ್ನು ಸಹ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ. ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿತ ಎಂದರೇನು, ಅವು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಅವು ಏಕೆ ಮಹತ್ವದ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಈ ಲೇಖನವು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿತವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು
ಸರಳವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದರೆ, ಕಡಿತವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಈ ಎರಡು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಯಾವಾಗಲೂ ಜೋಡಿಯಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ: ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಂಡರೆ (ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ), ನಂತರ ಮತ್ತೊಂದು ವಸ್ತುವು ಆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಬೇಕು (ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ). ಹೀಗಾಗಿ, ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಕ್ರಿಯೆಯು ಎರಡು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಭೇದಗಳ ನಡುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ.
ಭೂರಾಸಾಯನಿಕ ಪದ್ಧತಿಯಲ್ಲಿ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿತವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಒಂದು ಅಂಶದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿದೆ. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಅಂಶವು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ; ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಂಖ್ಯೆ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಅದು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ಸರಳ ಉದಾಹರಣೆ:
– ಕಬ್ಬಿಣ(II) ಅಥವಾ Fe²⁺ ಅನ್ನು ಕಬ್ಬಿಣ(III) ಅಥವಾ Fe³⁺ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವುದು) ಆಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಬಹುದು.
– ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, Fe³⁺ ಅನ್ನು Fe²⁺ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುವುದು) ಗೆ ಇಳಿಸಬಹುದು.
ನೈಸರ್ಗಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ರೆಡಾಕ್ಸ್: ಕೇವಲ "ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವುದು" ಅಲ್ಲ.
"ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ" ಎಂಬ ಪದವು ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿದೆ, ಆದರೆ ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಯಾವಾಗಲೂ "O₂ ಜೊತೆಗಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ" ಎಂದರ್ಥವಲ್ಲ. ನೈಟ್ರೇಟ್ (NO₃⁻), ಸಲ್ಫೇಟ್ (SO₄²⁻) ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ಕೆಲವು ಖನಿಜಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕಾರರ ಸಂಪರ್ಕದಿಂದಾಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು.
ಅದೇ ರೀತಿ, ಕಡಿತವು ಯಾವಾಗಲೂ "ಆಮ್ಲಜನಕ ನಷ್ಟ" ದೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಸಾವಯವ ವಸ್ತುಗಳು, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಲ್ಫೈಡ್ (H₂S), ಅಥವಾ ಕಬ್ಬಿಣ (II) ಅಯಾನುಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಅಪಕರ್ಷಣಕಾರಿಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕಡಿತವು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು, ಇವು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಅಪಕರ್ಷಣಕಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ.
ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಏಕೆ ಮುಖ್ಯ?
ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಪರಿಸರ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಭೂವಿಜ್ಞಾನದ ಹಲವು ಅಂಶಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ "ಎಂಜಿನ್‌ಗಳು", ಅವುಗಳೆಂದರೆ:
1. ಅಂಶಗಳು ಮತ್ತು ಭಾರ ಲೋಹಗಳ ಚಲನಶೀಲತೆ
ಅನೇಕ ಲೋಹಗಳು (ಉದಾ., Fe, Mn, As, U, Cr) ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ vs. ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಕರಗುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಕೆಲವು ಲೋಹಗಳು ಕರಗದ ಆಕ್ಸೈಡ್/ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಖನಿಜಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ; ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಕೆಲವು ಲೋಹಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಕರಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಹರಿವಿನೊಂದಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ವಲಸೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ. ಅಂತರ್ಜಲ.
2. ಖನಿಜಗಳ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಹವಾಮಾನ
ಪೈರೈಟ್ (FeS₂) ನಂತಹ ಸಲ್ಫೈಡ್ ಖನಿಜಗಳು ನೀರು ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳಬಹುದು, ಸಲ್ಫೇಟ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲೀಯತೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಶಿಲಾ ಹವಾಮಾನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಗಣಿ ಒಳಚರಂಡಿಯಂತಹ ಪರಿಸರ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಮೂಲವಾಗಿದೆ.
3. ಅಂತರ್ಜಲ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ನೀರು
ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ಕಬ್ಬಿಣ, ಮ್ಯಾಂಗನೀಸ್, ಅಮೋನಿಯಾ, ಸಲ್ಫೈಡ್ ಅಥವಾ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಕರಗಿದ ಆಮ್ಲಜನಕವಿದೆಯೇ ಎಂಬುದನ್ನು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತವೆ. ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಸೇವನೆಗಾಗಿ ನೀರಿನ ರುಚಿ, ಬಣ್ಣ, ವಾಸನೆ ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು.
4. ಜೈವಿಕ ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಕ್ರಗಳು
ಇಂಗಾಲದ ಚಕ್ರ, ಸಾರಜನಕ, ಗಂಧಕ ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣವು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಬಲವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಿಂದ ಮಧ್ಯಸ್ಥಿಕೆ ವಹಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.
ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆ (Eh)
ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಪರಿಸರದ ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಅಥವಾ ಕಡಿತಗೊಳಿಸುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ Eh (ರೆಡಾಕ್ಸ್ ವಿಭವ) ಎಂದು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳು (V) ಅಥವಾ ಮಿಲಿವೋಲ್ಟ್‌ಗಳು (mV) ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ.
– ಹೆಚ್ಚಿನ Eh → ಹೆಚ್ಚು ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಪರಿಸರ (O₂ ನಂತಹ ಅನೇಕ ಆಕ್ಸಿಡೆಂಟ್‌ಗಳು ಲಭ್ಯವಿದೆ).
– ಕಡಿಮೆ Eh → ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಪರಿಸರ (ಕನಿಷ್ಠ ಆಮ್ಲಜನಕ, ಪ್ರಬಲ ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಏಜೆಂಟ್, ಉದಾ. ಸಾವಯವ ವಸ್ತು).
Eh ಏಕಾಂಗಿಯಾಗಿ ನಿಲ್ಲುವುದಿಲ್ಲ. ಇದು pH, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ದ್ರಾವಣದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ . ಆದ್ದರಿಂದ, ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ Eh–pH ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು (ಪೌರ್ಬೈಕ್ಸ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ) ಬಳಸುತ್ತಾರೆ, ಕೆಲವು ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಅಂಶದ ಸ್ಥಿರ ರಾಸಾಯನಿಕ ರೂಪವನ್ನು ಊಹಿಸಲು - ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕಬ್ಬಿಣವು ಕರಗಿದ Fe²⁺, Fe³⁺, ಅಥವಾ ಹೆಮಟೈಟ್ ಮತ್ತು ಗೋಥೈಟ್‌ನಂತಹ ಖನಿಜಗಳಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆಯೇ.
ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳು
1. ಪೈರೈಟ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಗಣಿ ಒಳಚರಂಡಿ
ಪೈರೈಟ್ (FeS₂) ಒಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಲ್ಫೈಡ್ ಖನಿಜವಾಗಿದೆ ಸಂಚಿತ ಶಿಲೆಗಳು ಮತ್ತು ಗಣಿಗಾರಿಕೆ ಪ್ರದೇಶಗಳು. ಪೈರೈಟ್ ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ನೀರಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ, ಅದು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಂಡು ಸಲ್ಫೇಟ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು (H⁺) ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಮ್ಲೀಯತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ (ಸರಳೀಕೃತ), ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು:
– ಸಲ್ಫೇಟ್ ಅಯಾನು (SO₄²⁻)
– ಫೆ²⁺/ಫೆ³⁺
– H⁺ (pH ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ)
ಇದರ ಪರಿಣಾಮ ಗಂಭೀರವಾಗಿದೆ: ಕಡಿಮೆ pH ಇತರ ಲೋಹಗಳನ್ನು (Al, Mn, Zn, Cu) ಕರಗಿಸುತ್ತದೆ, ನದಿಗಳನ್ನು ಕಲುಷಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಹಾನಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
2. ಸಲ್ಫೇಟ್ ಕಡಿತ ಮತ್ತು ಸಲ್ಫೈಡ್ ರಚನೆ
ಆಮ್ಲಜನಕ-ಕಡಿಮೆ (ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ) ಸೆಡಿಮೆಂಟರಿ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ, ಸಲ್ಫೇಟ್-ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಸಲ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ವೀಕಾರಕವಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಲ್ಫೈಡ್ (H₂S) ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಜೌಗು ಪ್ರದೇಶಗಳು, ಸರೋವರದ ಹಾಸಿಗೆಗಳು ಅಥವಾ ಸಮುದ್ರ ಸಂಚಯಗಳು ಇದು ಸಾವಯವ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿದೆ.
ಫಲಿತಾಂಶ:
– H₂S ನಿಂದ "ಕೊಳೆತ ಮೊಟ್ಟೆ" ವಾಸನೆ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.
– ಸಲ್ಫೈಡ್‌ಗಳು Fe²⁺ ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ FeS ಅಥವಾ ಪೈರೈಟ್ (FeS₂) ನಂತಹ ಖನಿಜಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಗಂಧಕ ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣವನ್ನು ಘನ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಂಧಿಸುತ್ತವೆ.
3. ಕಬ್ಬಿಣ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಂಗನೀಸ್‌ನ ರೂಪಾಂತರ ಅಂತರ್ಜಲ
Di ಅಂತರ್ಜಲ ಕಡಿಮೆ ಕರಗಿದ ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ, ಕಬ್ಬಿಣ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಂಗನೀಸ್ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಕರಗುವ Fe²⁺ ಮತ್ತು Mn²⁺ ಆಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. ಈ ನೀರನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡಿದಾಗ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಬಂದಾಗ:
– Fe²⁺ ಅನ್ನು Fe³⁺ ಆಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೆಂಪು ಮಿಶ್ರಿತ ಕಂದು ಬಣ್ಣದ ಅವಕ್ಷೇಪವನ್ನು (ಕಬ್ಬಿಣದ ಆಕ್ಸೈಡ್/ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್) ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.
– Mn²⁺ ಕಪ್ಪು ನಿಕ್ಷೇಪಗಳನ್ನು (ಮ್ಯಾಂಗನೀಸ್ ಆಕ್ಸೈಡ್) ರೂಪಿಸಬಹುದು.
ಕೆಲವು ಬಾವಿಗಳು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ನೀರನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ ಆದರೆ ನಂತರ ಬಣ್ಣವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಲೆಗಳನ್ನು ಬಿಡುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಇದು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
4. ಸಾರಜನಕ ರೆಡಾಕ್ಸ್: ನೈಟ್ರೇಟ್, ನೈಟ್ರೈಟ್ ಮತ್ತು ಅಮೋನಿಯಂ
ಮಣ್ಣು ಮತ್ತು ಜಲ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ:
– ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಸಾರಜನಕವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೈಟ್ರೇಟ್ (NO₃⁻) ಆಗಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
– ಕಡಿತಗೊಳಿಸುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ನೈಟ್ರೇಟ್ ಅನ್ನು ಡಿನೈಟ್ರಿಫಿಕೇಶನ್ ಮೂಲಕ N₂ ಅನಿಲವಾಗಿ (ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ) ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಅಥವಾ ಅದು ಅಮೋನಿಯಂ (NH₄⁺) ಆಗಿ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳಬಹುದು.
ಕೃಷಿ ಮತ್ತು ಅಂತರ್ಜಲ ಮಾಲಿನ್ಯದಲ್ಲಿ ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ: ನೈಟ್ರೇಟ್ ಕರಗಬಲ್ಲದು ಮತ್ತು ಚಲನಶೀಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅಮೋನಿಯಂ ಕೆಲವು ಮಣ್ಣಿನ ಕಣಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಬದ್ಧವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಭೂರಾಸಾಯನಿಕ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಪಾತ್ರ
ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿನ ಅನೇಕ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಿಂದ ತೀವ್ರವಾಗಿ ವೇಗಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಅವು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ:
– ಕಬ್ಬಿಣ-ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ (Fe²⁺ ಅನ್ನು Fe³⁺ ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ)
– ಕಬ್ಬಿಣ-ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ (Fe³⁺ ಅನ್ನು Fe²⁺ ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ)
– ಸಲ್ಫೇಟ್-ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ (SO₄²⁻ → H₂S)
- ನೈಟ್ರೈಫೈಯಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಡಿನೈಟ್ರಿಫೈಯಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ (ಸಾರಜನಕ ರೂಪಾಂತರ)
ಈ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಪ್ರಭಾವವು ಕೆಸರು ಅಥವಾ ಅಂತರ್ಜಲದ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ವೇಗವಾಗಿ ಬದಲಾಗಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ದಾನಿಯಾಗಿ ಸಾವಯವ ವಸ್ತುಗಳ ಪೂರೈಕೆ ಇದ್ದರೆ.
ತೀರ್ಮಾನ
ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಭೂಮಿಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿನ ಅನೇಕ ಅಂಶಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ರೂಪ, ಕರಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಚಲನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ವಿನಿಮಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳಾಗಿವೆ. ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ Eh ನಿಂದ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಪರಿಸರವು ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು, ಸಲ್ಫೈಡ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಂಶದ ಕರಗಿದ ರೂಪಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಲು ಒಲವು ತೋರುತ್ತದೆಯೇ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಖನಿಜ ಹವಾಮಾನ, ಅದಿರು ರಚನೆ, ಅಂತರ್ಜಲ ಗುಣಮಟ್ಟ, ಮಾಲಿನ್ಯ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲ, ಸಾರಜನಕ, ಸಲ್ಫರ್, ಕಬ್ಬಿಣ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಂಗನೀಸ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಜೈವಿಕ ಭೂರಾಸಾಯನಿಕ ಚಕ್ರಗಳಲ್ಲಿ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತವೆ. ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿನ ಭೂರಾಸಾಯನಿಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಊಹಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ನಿರ್ವಹಣಾ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು - ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಆಮ್ಲ ಗಣಿ ಒಳಚರಂಡಿಯನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟುವುದು, ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಅಥವಾ ನೀರಿನ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದು.
ನೀವು ಬಯಸಿದರೆ, ನಾನು ಸರಳವಾದ Eh–pH ರೇಖಾಚಿತ್ರ ವಿವರಣೆ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವ ಉದಾಹರಣೆ ಸಮಸ್ಯೆ ಅಥವಾ ಇಂಡೋನೇಷ್ಯಾದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಕರಣಗಳ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚು ಗಮನಹರಿಸುವ ಲೇಖನದ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸಬಹುದು (ಉದಾ. ಆಮ್ಲ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಗಣಿ ಒಳಚರಂಡಿ, ಪೀಟ್‌ಲ್ಯಾಂಡ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಅಂತರ್ಜಲದಲ್ಲಿ ಆರ್ಸೆನಿಕ್ ಮಾಲಿನ್ಯ).
