酸性硫酸塩土壌

酸性硫酸塩土壌が自然土壌、堆積物または浸水条件下で形成される有機基材（例えば泥炭）発生しています。これらの土壌には、硫化鉄鉱物（主に鉱物黄鉄鉱として）またはその酸化生成物が含まれています。地下水面下の乱されていない状態では、酸性硫酸塩土壌は無害です。土壌は、排水水位の低下により、掘削または空気にさらされている場合は、硫化物、硫酸を形成するために酸素と反応します。

土壌内ターン放出鉄、アルミニウム、および他の重金属（特にヒ素）の土壌から、この硫酸の放出することができます。このように動員されると、酸と金属はさまざまな悪影響をもたらす可能性があります：植生を殺し、地下水と地表水に浸透して酸性化し、魚や他の水生生物を殺し、コンクリートと鉄骨構造を破壊するまで劣化させます。

形成

最後の主要な海面上昇の後に、過去1万年以内に形成された酸性硫酸塩土壌になるための最も発生しやすい土壌と堆積物。海面が上昇し、鉄酸化物、有機物を含む陸上堆積物と混合海水の土地、硫酸浸水します。これらの嫌気性条件下では、 Desulfovibrio desulfuricansのような独立栄養細菌は、海または地下水中の硫酸イオンの還元により呼吸用酸素を獲得し、硫化水素を生成します。これは、このような（黄鉄鉱）として硫化鉄の非常に細かい粒度および高反応性framboid結晶を形成し、溶解した第一鉄と反応します。ある時点まで、これらのバクテリアにとっては温度が高いほど好ましい条件であり、硫化鉄の形成の可能性が大きくなります。マングローブの沼地や河口などの熱帯の水浸しの環境には、温暖な気候で形成された環境よりも高い黄鉄鉱が含まれている場合があります。

黄鉄鉱は空気にさらされるまで安定であり、その時点で黄鉄鉱は急速に酸化して硫酸を生成します。酸性硫酸塩土壌浸出液の影響が長時間持続する、および/または（最初の雨と乾燥期間の後）季節ピークよいです。オーストラリアの一部の地域では、100年前に排水された酸性硫酸塩土壌がまだ酸を放出しています。

化学反応

排水すると、黄鉄鉱が硫酸（H2SO4）に酸化されるため、黄鉄鉱（FeS2）を含む土壌（猫粘土とも呼ばれます）が極端に酸性（pH 4）になる場合があります。最も単純な形式では、この化学反応は次のとおりです。

2FeS2 + 9O2 +4H2O⟶8H++ 4SO42− + 2Fe（OH）3↓{\ displaystyle {\ ce {2 FeS2 + 9 O2 + 4 H2O-> 8 H + + 4 SO4 ^ 2- + 2 Fe（OH）3 （v）}}}

生成物Fe（OH）3、水酸化鉄（III）（オレンジ）は、アルカリ性成分が固定化される固体の不溶性鉱物として沈殿しますが、酸性度は硫酸中で活性のままです。酸性化の過程には、植生に有害な大量のアルミニウム（酸性度の影響下で粘土鉱物から放出されるAl3 +）の形成が伴います。化学反応の他の生成物は次のとおりです。

硫化水素（H2S）、臭いガス
硫黄（S）、黄色の固体
硫化鉄（II）（FeS）、黒/灰色/青の固体
赤鉄鉱（Fe2O3）、赤い固体
針鉄鉱（FeO⋅OH{\ displaystyle {\ ce {FeO.OH}}}）、茶色の鉱物
シュベルトマナイト、茶色の鉱物
硫酸鉄化合物（ジャロサイトなど）
H-クレイ（水素吸着H +イオンの大部分を有する粘土、安定した鉱物が、栄養分に乏しいです）

鉄は、二価および三価の形態（のFe2 +、鉄イオン、およびのFe 3+、それぞれ、第二鉄イオン）中に存在することができます。鉄型は可溶性ですが、鉄型は可溶性ではありません。土壌が酸化されるほど、第二鉄の形態が支配的になります。酸性硫酸塩土壌は、黒、茶色、青灰色、赤、オレンジ、黄色の範囲の色を示します。水素粘土は、海水を入れることで改善できます。海水に含まれるマグネシウム（Mg）とナトリウム（Na）は、吸着した水素と、アルミニウム（Al）などの交換可能な酸性カチオンを置き換えます。ただし、水素イオンと交換可能な金属が動員されると、これにより追加のリスクが生じる可能性があります。

地理的分布

酸性硫酸塩土壌は沿岸地域の周りに普及している、とも局部的にいくつかの農業地域では淡水の湿地や生理食塩水、硫酸が豊富な地下水に関連しています。オーストラリアでは、沿岸酸硫酸塩土壌は、オーストラリアの人口の大半が住んでいる場所の近くの沿岸河口や氾濫原の基礎となる、推定58000平方キロメートルを占めています。酸性硫酸塩土壌の乱れがしばしば運河、住宅とマリーナ開発の際に浚渫、掘削脱水活動に関連しています。干ばつは、酸性硫酸塩土壌への暴露と酸性化を引き起こす可能性もあります。

乱されていない酸性硫酸塩土壌は、 潜在的な酸性硫酸塩土壌（PASS）と呼ばれます。妨害された酸硫酸塩土壌は、 実際酸硫酸土壌（AASS）と呼ばれます。

影響

潜在的な酸性硫酸塩土壌の撹乱は、植物や魚の生命、および水生生態系に破壊的な影響を与える可能性があります。酸性浸出液の地下水および地表水へのフラッシングは、以下を含む多くの影響を引き起こす可能性があります。

魚の殺害、魚病の発生の増加、耐酸性種の優勢、鉄の沈殿などによる水生および川岸の生態系への生態学的損傷
河口漁業と養殖業のプロジェクトへの影響（等の増加疾患、産卵域の損失、）。
ヒ素、アルミニウム、その他の金属による地下水および地表水の汚染。
土壌の金属汚染（主にアルミニウムによる）による農業生産性の低下。
コンクリートおよび鋼管、橋、その他の地下資産の腐食によるインフラストラクチャの損傷。

農業への影響

潜在的に酸性の硫酸塩土壌（猫粘土とも呼ばれます）は、栽培されていないか、または稲が植えられている場合、土壌を湿らせて酸化を防ぐことができます。通常、これらの土壌の地下排水はお勧めできません。

栽培された酸性硫酸塩土壌は、気候の乾燥した呪文や灌漑用水の不足のために継続的に濡れた状態を保つことができません。表面の排水は、雨期に酸性および有毒な化学物質（乾燥呪文で形成）を除去するのに役立つ場合があります。長期的には、表面排水は酸性硫酸塩土壌の再生に役立ちます。ギニアビサウの先住民族の人口は、このように土壌を開発するために管理していますが、それは彼らに慎重な管理と苦労の多くの年を取りました。

慎重な土地排水に関する記事の中で、著者はインドのケララ州の沿岸干拓地の酸性硫酸塩土壌における地下排水の成功した適用について説明しています。

また、インド西ベンガル州のサンダーバンでは、酸性硫酸塩土壌が農業で使用されています。

インドネシアの南カリマンタンでの過湿気候での研究では、間隔の広い地下排水システムを備えた酸性硫酸塩土壌が、陸稲、落花生、大豆の栽培に有望な結果をもたらしていることが示されています。昔の地元住民はすでにこの地域に定住しており、川から陸地に流れ込んで後部沼地に達するまで手掘りの排水溝を使用して、さまざまな作物（木の実を含む）を生産することができました。収穫高は控えめでしたが、まともな生活を送るのに十分な収入を提供しました。

再生された酸性硫酸塩土壌は、よく発達した土壌構造を持っています。それらは十分に浸透性がありますが、発生した浸出のために不妊です。

20世紀後半には、世界の多くの地域で、浸水および酸性硫酸塩の可能性のある土壌が積極的に排水され、農業に適したものになりました。結果は悲惨なものでした。土壌は非生産的であり、土地は不毛に見え、水は非常に透明で、沈泥や生命がありません。ただし、土壌はカラフルな場合があります。

建設

基礎、擁壁、欄干および煙突のようにレンガ造りがしつこく濡れていると、レンガやモルタルの硫酸塩がやがて結晶化して膨張し、モルタルとレンダリングが崩壊する可能性があります。この影響を最小限に抑えるには、低硫酸塩レベルの特殊なレンガ造りを使用する必要があります。下層地層内にある酸性硫酸塩は、建物の基礎にも同じ影響を及ぼします。適切な保護は、基礎を包むためにポリエチレンシートを使用して、または硫酸塩耐性ポルトランドセメントを使用して存在することができます。地面のpHレベルを特定するには、土壌調査を行う必要があります。

復元と管理

地下水位を上げることにより、過度に集中的な排水のために損害が与えられた後、土壌を復元することができます。次の表に例を示します。

酸性硫酸塩土壌でのマレーシア産アブラヤシの排水と収量（Toh Peng YinおよびPoon Yew Chin、1982年以降）
1ヘクタールあたりの新鮮な果物のトンでの収穫：

年	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71
産出	17	14	15	12	8	2	4	8	14	19	18	19

排水の深さと強度は1962年に増加しました。マイナスの影響に対抗するために、地下水面は1966年に再び上昇しました。

オーストラリアのマレー・ダーリング盆地の「千年干ばつ」では、酸性硫酸塩土壌の暴露が発生しました。大規模なエンジニアリングの介入は、堤防の建設とアルバート湖の露出と酸性化を防ぐために、水の汲み上げを含め、さらに酸性化を防ぐために行われました。下部湖の酸性化の管理も、空中石灰岩の投与を使用して行われました。