A Comparison of Methods for the Determination of Cation Exchange Capacity of Soils/Porównanie Metod Oznaczania Pojemności Wymiany Kationów I Sumy Kationów Wymiennych W Glebach

• Authors: Dawid Jaremko , Dorota Kalembasa
• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

The object of this study was to compare the results obtained with four methods of determination of cation exchange capacity (CEC) and sum of exchangeable cations (Ca, Mg, K) in soils. One of these methods is Kappen’s method and the others methods are based on different extracting reagents: sodium acetate (pH = 8.2), barium chloride and hexaamminecobalt(III) chloride. Values measured with barium ions and hexaamminecobalt(III) ions as index cations are very comparable and these two methods can be considered as equivalent. Kappen’s method gives overestimated results, especially for acid soils reach in organic matter and very calcareous soils. Sodium acetate, buffering the pH of the extracting solution, causes increase of numbers of negatively charged sites and particularly those bonded to organic matter and for this reason values obtained with this method are overestimated. Nevertheless, it is possible to correct this error for a given soil sample by regression equation considering pH of soil, clay and organic carbon content.

PL

Celem niniejszej pracy było porównanie wyników oznaczania czterema niezależnymi metodami pojemności wymiany kationów (CEC) i ilości zasadowych kationów wymiennych (Ca, Mg, K) w glebach. W badaniach zastosowano tradycyjną zmodyfikowaną metodę Kappena oraz trzy standardowe metody, w których wykorzystuje się różne odczynniki ekstrakcyjne: octan amonu (pH = 7), chlorek baru i chlorek heksaaminokobaltu(III). Wartości pojemności wymiany kationów, uzyskane z zastosowaniem jonów baru (Ba2+) i jonów heksaaminokobaltu(III) (Co(NH3)63+), są powtarzalne i porównywalne; te dwie metody można uznać za ekwiwalentne. Zmodyfikowana metoda Kappena daje zawyżone wyniki, szczególnie dla gleb kwaśnych, zasobnych w materię organiczną, oraz gleb zasadowych, zawierających znaczne ilości węglanów. W metodzie z octanem amonu roztwór ekstrakcyjny ma właściwości buforowe, co powoduje zwiększenie ilości ujemnie naładowanych miejsc zdolnych do sorpcji, szczególnie powstałych w wyniku dysocjacji kwaśnych grup materii organicznej, wskutek zwiększenia wartości pH do pH odczynnika ekstrakcyjnego. Powoduje to zawyżenie pojemności wymiany kationów głównie dla gleb kwaśnych. Błąd ten można zredukować poprzez równanie regresji uwzględniające pH gleby i zawartość węgla w związkach organicznych.

Keywords

EN

cation exchange capacity (CEC); exchangeable cations; barium ions; hexaamminecobalt(III) ions

PL

pojemność wymiany kationów; kationy wymienne; jony baru; jony heksaaminokobaltu(III)

• Publisher: De Gruyter Open
• Journal: Ecological Chemistry and Engineering S
• Year: 2014
• Volume: 21
• Issue: 3
• Pages: 487-498

Dates

published

1 - 10 - 2014

online

10 - 10 - 2014

Contributors

author

Dawid Jaremko

• Department of Soil Science and Plant Nutrition, Siedlce University of Natural Sciences and Humanities, ul. B. Prusa 14, 08-110 Siedlce, Poland, phone [phone]

author

Dorota Kalembasa

• Department of Soil Science and Plant Nutrition, Siedlce University of Natural Sciences and Humanities, ul. B. Prusa 14, 08-110 Siedlce, Poland, phone [phone]

References

• [1] Ciesielski H, Sterckeman T. Agronomie. 1997;17:9-16.
• [2] Barton CD, Karathanasis AD. Soil Technol. 1997;11:153-162.
• [3] Jönsson U, Rosengren U, Nihlgård B, Thelin G. Commun Soil Sci Plan. 2002;33:3809-3824. DOI: 10.1081/CSS-120015924.[Crossref]
• [4] Holden AA, Mayer KU, Ulrich AC. Appl Geochem. 2012;27:2511-2523. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2012.08.026.[Crossref]
• [5] Yukselen-Aksoy Y, Kaya A. Eng Geol. 2008;102:38-45. DOI: 10.1016/j.enggeo.2008.07.002.[Crossref]
• [6] Kaiser M, Ellerbrock RH, Gerke HH. Soil Sci Soc Am J. 2008;72:1278-1285. DOI: 10.2136/sssaj2007.0340.[Crossref]
• [7] Skjemstad JO, Gillman GP, Massis A, Spouncer LR, Leonie R. Soil Sci Soc Am J. 2008;39:926-937. DOI: 10.1080/00103620701881279.[Crossref]
• [8] Jaremko D, Kalembasa D. Fresen Environ Bull. 2013;22:3352-3358.
• [9] Silva S, Baffi C, Spalla S, Cassinari C, Lodigiani P. Agrochimica. 2010;54:103-114.
• [10] Dohrmann R. Appl Clay Sci. 2006;34:31-37. DOI: 10.1016/j.clay.2005.12.006.[Crossref]
• [11] Dohrmann R. Appl Clay Sci. 2006;34:38-46. DOI: 10.1016/j.clay.2006.02.009.[Crossref]
• [12] Dohrmann R. Appl Clay Sci. 2006;34:47-57. DOI: 10.1016/j.clay.2006.02.010.[Crossref]
• [13] Gillman GP, Sumpter EA. Aust J Soil Res. 1986;24:61-66. DOI: 10.1071/SR9860061.[Crossref]
• [14] ISO 11260:1994(E).
• [15] ISO 23470:2007(E).
• [16] Aran D, Maul A, Masfaraud JF. CR Geosci. 2008;340:865-871. DOI: 10.1016/j.crte.2008.07.015.[Crossref]
• [17] US EPA Method 9080. 1986.
• [18] Zhang YG, Xiao M, Dong YH, Jiang Y. Spectrosc Spect Anal. 2012;32:2242-2245. DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)08-2242-04.[Crossref]
• [19] US EPA Method 9081. 1986.
• [20] Kweon G, Lund E, Maxton C. Geoderma. 2013;199:80-89. DOI: 10.1016/j.geoderma.2012.11.001.[Crossref]
• [21] Tang L, Zeng GM, Nourbakhsh F, Shen GL. Environ Eng Sci. 2009;26:137-146. DOI: 10.1089/ees.2007.0238.[Crossref]
• [22] Liao KH, Xu SH, Wu JC, Ji SH, Lin Q. Agr Sci China. 2011;10:1246-1253. DOI: 10.1016/S1671-2927(11)60116-8.[Crossref]
• [23] Kappen H. Bodenazidität. Berlin: Springer Verlag; 1929.

Identifiers

DOI

10.2478/eces-2014-0036