التوصيف الفيزيائي-الكيميائي، والمورفولوجي، والحراري لعينات مختارة من الطين من جنوب ليبيا
DOI:
https://doi.org/10.37375/susj.v16i1.4138الكلمات المفتاحية:
توصيف الطين، جنوب ليبيا، الخصائص الفيزيائية والكيميائية، لون منسل (Munsell color)، منحنى التجفيف، الانكماشالملخص
تم توصيف ثماني عينات من الطين جُمعت من جنوب ليبيا باستخدام الملاحظة الوصفية، والفحص بالمجهر الضوئي، وتقدير اللون وفق دليل منسل، إضافة إلى بعض الاختبارات الفيزيائية والكيميائية المختارة. أظهرت العينات اختلافات واضحة في اللون، والقوام، ومظهر الجسيمات، ومحتوى الرطوبة، والرقم الهيدروجيني، والتوصيل الكهربائي، وكثافة الجسيمات، وسلوك الانكماش، والكاتيونات المتبادلة، والفوسفور القابل للاستخلاص بالماء. كان محتوى الرطوبة منخفضًا في جميع العينات، إذ تراوح بين 0.09% و1.06%، مما يشير إلى أن العينات كانت قريبة من حالة الجفاف الهوائي قبل إجراء الاختبارات. وتراوحت قيم الرقم الهيدروجيني بين 5.49 و7.31، مما يدل على ظروف تتراوح بين الحموضة الخفيفة والقرب من التعادل. أما التوصيل الكهربائي فقد تراوح بين 0.20 و5.27 ديسيسيمنز/م، وسجلت العينة رقم 2 أعلى قيمة، ويرجح أن ذلك يعود إلى ارتفاع تركيز الأملاح الذائبة فيها. تراوحت كثافة الجسيمات بين 1.88 و2.31 جم/سم³، في حين تراوح معامل الانكماش/التمدد بين 1.81% و6.59%. كما أظهر الفوسفور القابل للاستخلاص بالماء تباينًا واسعًا، إذ تراوح بين 0.97 و87.6 ملجم/كجم، مما يشير إلى وجود اختلافات كبيرة في محتوى الفوسفور الذائب بين العينات. أظهرت بيانات منحنيات التجفيف فقدانًا محدودًا في الكتلة عند درجات حرارة أقل من 200°م، تلاه فقدان أوضح في الكتلة عند درجات الحرارة الأعلى. وعند درجة 800°م، تراوح الفقد الكلي في الكتلة تقريبًا بين 8.8% و15.7%، حيث سجلت العينة رقم 8 أعلى فقد كلي. توفر هذه النتائج أساسًا أوليًا لتقييم طين جنوب ليبيا كمورد طبيعي محلي، إلا أن إجراء اختبارات معدنية إضافية واختبارات مرتبطة بالتطبيقات المستهدفة يعد ضروريًا قبل التوصية باستخدامه في المجالات الصناعية أو البيئية.
المراجع
Al-Ani, T., & Sarapää, O. (2008). Clay and clay mineralogy: Physical-chemical properties and industrial uses. Geological Survey of Finland, Report M19/3232/2008/41.
Barrow, N. J., & Hartemink, A. E. (2023). The effects of pH on nutrient availability depend on both soils and plants. Plant and Soil, 487(1–2), 21–37. https://doi.org/10.1007/s11104-023-05960-5.
Bergaya, F., & Lagaly, G. (Eds.). (2013). Handbook of clay science (2nd ed., Developments in Clay Science, Vol. 5). Elsevier.
Brady, N. C., & Weil, R. R. (2017). The nature and properties of soils (15th ed.). Pearson.
Cáceres, J. R., Pineda-Rodríguez, J. R., & Rojas-Suárez, J. P. (2021). Analysis of the ratio between the plasticity of clay and the expansion capacity by changes in humidity and temperature. Journal of Physics: Conference Series, 2139(1), 012010. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2139/1/012010.
Cerato, A. B., & Lutenegger, A. J. (2006). Shrinkage of clays. In Unsaturated Soils 2006 (GSP 147, pp. 1097–1108). American Society of Civil Engineers. https://doi.org/10.1061/40802(189)89.
Cheng, S., Jiu, S., & Li, H. (2021). Kinetics of dehydroxylation and decarburization of coal series kaolinite during calcination: A novel kinetic method based on gaseous products. Materials, 14(6), 1493. https://doi.org/10.3390/ma14061493.
Chima, O., Nwoye, C., & Nnuka, E. (2017). Enhancement of refractory properties of blended clay with groundnut shell and rice husk additives. American Journal of Engineering Research, 6(6), 218–226.
Corwin, D. L., & Yemoto, K. (2019). Measurement of soil salinity: Electrical conductivity and total dissolved solids. Soil Science Society of America Journal, 83(1), 1–2. https://doi.org/10.2136/sssaj2018.06.0221.
Derkowski, A., & Kuligiewicz, A. (2023). Thermal analysis and thermal reactions of smectites: A review of methodology, mechanisms, and kinetics. Clays and Clay Minerals, 70(6), 946–972. https://doi.org/10.1007/s42860-023-00222-y
Dhahri, F., Alashkham, E., & Sofe, M. (2024). Opportunities and challenges for the Libyan geological resource’s development: An overview. Mineral Economics, 37(3), 719–723. https://doi.org/10.1007/s13563-023-00385-z.
Elssaidi, M. A., & Mohamed, A. R. (2020). Soil and water physical & chemical properties of Tragen Sabkha area, southwest Libya. Al-Mukhtar Journal of Sciences, 35(1), 46–59.https://doi.org/10.54172/mjsc.v35i1.63.
Escadafal, R., Girard, M. C., & Courault, D. (1989). Munsell soil color and soil reflectance in the visible spectral bands of Landsat MSS and TM data. Remote Sensing of Environment, 27(1), 37–46. https://doi.org/10.1016/0034-4257(89)90035-7
FAO. (1985). Irrigation water management: Training manual No. 1 – Salinity and sodicity. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://www.fao.org
FAO. (2001). Lecture notes on the major soils of the world. Food and Agriculture Organization of the United Nations.https://www.fao.org/4/y1899e/y1899e00.htm
FAO. (2018). Salt-affected soils: Management and rehabilitation. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://www.fao.org
Hanein, T., Thienel, K.-C., Zunino, F., et al. (2022). Clay calcination technology: State-of-the-art review by the RILEM TC 282-CCL. Materials and Structures, 55, 3. https://doi.org/10.1617/s11527-021-01807-6
Hardy, D. H., Tucker, M. R., & Stokes, C. E. (2013). Understanding the soil test report. North Carolina Department of Agriculture & Consumer Services, Agronomic Division.
Horneck, D. A., Sullivan, D. M., Owen, J. S., & Hart, J. M. (2011). Soil test interpretation guide (EC 1478). Oregon State University Extension Service.
Huang, J., Liu, Z., Cui, Y., Yuan, Q., & Deng, D. (2024). Half-decomposition of salt-bearing dolomite. RSC Advances, 14, 11358–11367. https://doi.org/10.1039/D4RA01341G.
Jenny, H. (1994). Factors of soil formation: A system of quantitative pedology. Dover Publications.
Kumari, N., & Mohan, C. (2021). Basics of clay minerals and their characteristic properties. In G. M. do Nascimento (Ed.), Clay and Clay Minerals. IntechOpen.https://doi.org/10.5772/intechopen.97672.
Lok, M. M. T., Tan, N. P., Tee, Y. K., & Teh, C. B. S. (2024). Review of the innovations and challenges in developing rapid colorimetry and turbidity NPK soil test kits for commercial soil nutrient analysis. Pertanika Journal of Tropical Agricultural Science, 47(4), 1405–1428. https://doi.org/10.47836/pjtas.47.4.21.
Malizia, J. P., & Shakoor, A. (2018). Effect of water content and density on strength and deformation behavior of clay soils. Engineering Geology, 244, 125–131. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2018.07.028.
McAuliffe, J. R., McFadden, L. D., Persico, L. P., & Rittenour, T. M. (2022). Climate and vegetation change, hillslope soil erosion, and the complex nature of late Quaternary environmental transitions, eastern Mojave Desert, USA. Quaternary, 5(4), 43. https://doi.org/10.3390/quat5040043.
McBratney, A. B., Field, D. J., & Koch, A. (2014). The dimensions of soil security. Geoderma, 213, 203–213. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2013.08.013
Mogashane, T. M., Mapazi, O., Motlatle, M. A., Mokoena, L., & Tshilongo, J. (2025). A review of recent developments in analytical methods for determination of phosphorus from environmental samples. Molecules, 30(5), 1001. https://doi.org/10.3390/molecules30051001.
Munsell Color Company. (1994). Munsell soil color charts. Macbeth Division of Kollmorgen Instruments Corporation.
Peila, D., Picchio, A., Martinelli, D., & Dal Negro, E. (2016). Laboratory tests on soil conditioning of clayey soil. Acta Geotechnica, 11(5), 1061–1074. https://doi.org/10.1007/s11440-015-0406-8.
Plevová, E., & Vaculíková, L. (2024). Thermal behavior of ceramic bodies based on fly ash and smectites. Minerals, 14(4), 334. https://doi.org/10.3390/min14040334
Qi, Y., & Wu, Y. (2022). Electrical conductivity of clayey rocks and soils: A non-linear model. Geophysical Research Letters, 49(10), e2021GL097408. https://doi.org/10.1029/2021GL097408
Rochow, T. G., & Tucker, P. A. (1994). Introduction to microscopy by means of light, electrons, X rays, or acoustics. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-1513-9
Schneider, S. C., & Skarbøvik, E. (2022). Ecological status assessment of clay rivers with naturally enhanced water phosphorus concentrations. Environmental Advances, 9, 100279. https://doi.org/10.1016/j.envadv.2022.100279
Shukla, A., Panchal, H., Mishra, M., Patel, P. R., Srivastava, H. S., Patel, P., & Shukla, A. K. (2014). Soil moisture estimation using gravimetric technique and FDR probe technique: A comparative analysis. American International Journal of Research in Formal, Applied & Natural Sciences, 8(1), 89–92.
Sirisathitkul, Y., & Sirisathitkul, C. (2025). Decoding soil color: Origins, influences, and methods of analysis. AgriEngineering, 7(3), 58. https://doi.org/10.3390/agriengineering7030058
Soinne, H., Keskinen, R., Tähtikarhu, M., Kuva, J., & Hyväluoma, J. (2023). Effects of organic carbon and clay contents on structure-related properties of arable soils with high clay content. European Journal of Soil Science, 74(5), e13424. https://doi.org/10.1111/ejss.13424.
Sumner, M. E. (2000). Handbook of soil science. CRC Press.
Uddin, M. K. (2017). A review on the adsorption of heavy metals by clay minerals, with special focus on the past decade. Chemical Engineering Journal, 308, 438–462. https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.09.029.
Wang, T., Yu, L., Wang, Z., Yang, C., Dong, F., Yang, D., Xi, H., Sun, Z., Bol, R., Awais, M., Yang, L., & Fu, H. (2025). Effect of simulated acidification on soil properties and plant nutrient uptake of eggplant in greenhouse. Frontiers in Plant Science, 16, 1558458. https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1558458.
Wersin, P., Emmerich, K., & Kulik, D. (2024). Rehydroxylation of calcined swellable clay minerals at ambient conditions. Applied Clay Science, 247, 107113. https://doi.org/10.1016/j.clay.2023.107113.
Wuddivira, M. N., Robinson, D. A., Lebron, I., Bréchet, L., Atwell, M., De Caires, S., Atkinson, M., & Tuller, M. (2012). Estimation of soil clay content from hygroscopic water content measurements. Soil Science Society of America Journal, 76(5), 1529–1535. https://doi.org/10.2136/sssaj2012.0034.
Yariv, S. (1991). Differential thermal analysis (DTA) of organo-clay complexes. In W. Smykatz-Kloss & S. S. J. Warne (Eds.), Thermal Analysis in the Geosciences (Lecture Notes in Earth Sciences, Vol. 38, pp. 328–351). Springer. https://doi.org/10.1007/BFb0010274
Yu, H., Chen, Z., Wan, Y., & Sun, X. (2024). Temperature-humidity-density dependent evaporation behaviour of clay and sandy clay. European Journal of Soil Science, 75(2), e13484. https://doi.org/10.1111/ejss.13484