Phân urê photphat làm giảm bớt tắc ngẽn hệ thống so với phân lân MKP bằng cách giảm hàm hượng muối cacbonat

-       Phân urê photphat làm giảm bớt tắc ngẽn hệ thống bằng cách giảm hàm hượng muối cacbonat mặc dù hàm lượng photphat, silicat và thạch anh tăng lên trong các thành phần khoáng của các chất gây tắc hệ thống.

-       Sự giảm muối cacbonat là do bản chất axit của dung dịch urê photphat, vì tạo ra 6,3 mol H⁺ /1kg urê photphat hoà tan, thúc đẩy quá trình chuyển hoá ion CO₃^2- thành ion HCO₃^- và do đó ức chế sự hình thành muối cacbonat.

-       Ngoài ra quá trình thuỷ phân urê photphat tạo một lượng lớn ion PO₄^3-, cạnh tranh với ion CO₃^2- để phản ứng với ion Ca²⁺ và Mg²⁺. Do đó, việc tạo ra canxi photphat được thúc đẩy và hạn chế tạo ra kết tủa cacbonat (Hammes và Verstraete, 2002).

-       Việc sử dụng phân lân làm giảm độ pH của nước nhiễm mặn (dung dịch nước 1% urê photphat có pH 1,89), dẫn đến hàm lượng silicat tăng đáng kể. Trên thực tế, sự giảm pH đã thúc đẩy sự ngưng tụ của cấu trúc silanol và thúc đẩy quá trình trùng hợp của gel silicat (Neofotistou và Demadis, 2004) và do đó làm gia tăng sự lắng cặn silicat.

-       Silicat và thạch anh trong thí nghiệm này có kết quả từ nguồn nước bị nhiễm mặn chứ không phải là kết quả của một phản ứng hoá học trong quá trình vận hành hệ thống

-       Các muối cacbonat và photphat ngày càng tăng không chỉ do nguồn nước mà còn là kết quả từ các phản ứng hoá học.

Phân amoni polyphotphat làm giảm bớt tắc ngẽn hệ thống nhỏ giọt hiệu quả

-       Tương tự phân urê photphat, phân amoni polyphotphat cũng tạo ra sự hấp phụ cạnh tranh để tạo thành dạng muối photphat, làm giảm hàm lượng muối cacbonat. Tuy nhiên phân amoni polyphotphat không làm thay đổi đáng kể độ pH của nước tưới.

-       Phân amoni polyphotphat thường là hỗn hợp có độ dài chuỗi khác nhau (Waerstad và McClellan, 1976). Cấu trúc đặc biệt này dẫn đến việc amoni polyphotphat có thể chelat ion Ca²⁺, Mg²⁺ và các ion kim loại khác ở một nồng độ nhất định (Noy và Yoles, 1979; Hagin và cộng sự, 2002), do đó làm giảm xác suất phản ứng của ion CO₃^2- với Ca²⁺ và Mg²⁺ và giảm đáng kể sự hình thành muối cacbonat.

-       Sự hình thành muối photphat chủ yếu do một lượng lớn ion PO₄^3- của phân amoni polyphotphat tạo ra, phản ứng với các ion canxi trong nước để tạo thành các hợp chất photphat canxi không hoà tan (Ryan và Saleh, 2000).

-       Cơ chế hình thành của silicat và thạch anh tương tự như ở phân urê phosphate.

-       Các muối cacbonat và photphat trong nghiên cứu này có tốc độ tăng trưởng chậm dần đều, cho thấy phân amoni polyphotphat có thể ức chế sự hình thành các hợp chất muối.

Sử dụng phân lân MKP làm tắc nghẽn hệ thống tăng lên mặc dù hàm lượng muối cacbonat giảm đáng kể

-       Tương tự như đối với phân urê photphat, sự giảm muối cacbonat trong trường hợp này chủ yếu do sự hình thành kết tủa photphat bằng cách giảm độ pH của nước và sự hấp phụ cạnh tranh các ion canxi và magiê.

-       Bên cạnh sự kết tủa muối photphat, MKP làm tăng mức độ silicat và thạch anh trong các hợp chất gây tắc nghẽn.

-       Dicanxi photphat được xem là kết tủa chính được hình thành do phản ứng của PO₄^3- và Ca²⁺ trong nước tưới, sau một quá trình chuyển hoá phức tạp thì sản phẩm cuối cùng thu được là hydroxyl apatite (Tung và Skirtic, 2001).

-       Mặt khác CaCO₃ hấp thụ PO₄^3- và tạo thành các hợp chất không hoà tan (Zhou và cộng sự, 2018). Do đó dưới tác dụng của MKP trong nước có độ mặn cao, sự hình thành muối photphat trong nước chủ yếu phụ thuộc vào sự bám dính của PO₄^3- trên bề mặt CaCO₃ và phản ứng ion (Bertrand và cộng sự, 2006).

-       Sự lắng đọng của muối photphat và cacbonat đã làm tăng đáng kể diện tích bề mặt của các hợp chất gây tắc nghẽn trên bề mặt bên trong các mắt nhỏ giọt (Zhou và cộng sự, 2019).

-       Sự kết hợp của xu hướng gia tăng hàm lượng cacbonat, photphat cũng như hàm lượng silicat và thạch anh đã làm gia tăng tình trạng tắc nghẽn hệ thống.

Nồng độ phân lân ảnh hưởng đến tỷ lệ tắc nghẽn trong cùng một lượng phân bón

-       Phân urê photphat có thể làm giảm sự tắc nghẽn hệ thống tưới nhỏ giọt theo chế độ tưới dài với nồng độ thấp và amoni polyphotphat có thể làm giảm hiệu quả sự tắc nghẽn theo chế độ tưới ngắn ở nồng độ cao.

-       Đối với phân urê photphat, tỷ lệ tắc nghẽn khi tưới thời gian ngắn cao hơn đáng kể khi tưới thời gian dài. Điều này có thể là do kết tủa muối photphat và thạch anh gia tăng theo chế độ tưới dài, do đó làm giảm kết tủa muối cacbonat.

-       Sự gia tăng hàm lượng photphat có thể liên quan đến yếu tố thời gian, thời gian phản ứng càng lâu thì muối photphat hình thành càng nhiều (Bremner và Douglas, 1971).

-       Nồng độ urê photphat càng cao thì sự keo tụ và lắng cặn của thạch anh càng nhiều và hàm lượng càng cao.

-       Khi sử dụng phân amoni polyphotphat, nồng độ phân càng cao thì rủi ro gây tắc nghẽn càng thấp.

-       Với việc tăng nồng độ phân amoni polyphotphat, phản ứng chelat tăng dần và phản ứng kết tủa cacbonat giảm dần.

-       Amoni polyphotphat cũng phản ứng với Ca²⁺ và Mg²⁺ ở nồng độ nhất định để tạo ra huyền phù keo làm tắc nghẽn vị trí tưới, điều này liên quan đến hàm lượng Ca²⁺ trong nguồn nước và nồng độ amoni polyphotphat (Noy và Yoles, 1979).

-       Hagin và Tucker (1982) cho biết việc bơm một lượng nhỏ dung dịch amoni polyphotphat vào nước có nhiều canxi hoà tan dẫn đến kết tủa canxi amoni pyrophotphat, trong khi bơm lượng lớn polyphotphat lại làm cho kết tủa biến mất do khả năng cô lập của polyphotphat.

Có thể thấy rằng, sử dụng phân lân ở dạng polyphotphat giúp hạn chế rủi ro gây tắc nghẽn hệ thống tưới nhỏ giọt so với các loại phân lân truyền thống.

Công ty TNHH Funo biên tập