几种有机酸对恒电荷和可变电荷土壤吸附Cu2+的影响

以恒电荷土壤(黄褐土和黄棕壤)和可变电荷土壤(红壤和砖红壤)为供试材料,研究了乙酸、草酸、酒石酸和柠檬酸对土壤吸附重金属铜离子(Cu2 )的影响。结果表明,在相同酒石酸浓度下,土壤对酒石酸的吸附量依次为黄棕壤(2 1 8mmolkg-1) >红壤(15 4mmolkg-1) >砖红壤(9 5mmolkg-1) ,土壤吸附有机酸后负电荷量增加,相同条件下增幅为砖红壤>红壤>黄棕壤;无有机酸配体时,供试土壤对Cu2 的吸附量为黄褐土>黄棕壤>砖红壤>红壤;加入有机酸时,随有机酸浓度增高,土壤对Cu2 的吸附一般表现为“峰”形曲线,峰所对应的有机酸浓度因有机酸类型而异,且随土壤可变电荷性质增强而增高;土壤吸附有机酸后对Cu2 的次级吸附不同于有机酸与铜共存时的竞争吸附,且因土壤性质表现迥异。这些结果意味着在存在有机酸配体的根际环境中,恒电荷土壤与可变电荷土壤对Cu2 的吸附明显不同,并将影响重金属离子在根际的转化与有效性     

恒电荷土壤及可变电荷土壤与离子间相互作用的研究Ⅲ Cu2+和Zn2+的吸附特征

研究了3种典型可变电荷土壤和4种典型恒电荷土壤在不同pH和不同浓度下单纯及共存体系中Cu2 和Zn2 的吸附及其影响因素。结果表明,两类土壤对Cu2 或Zn2 的吸附量均随平衡浓度增加而增大,符合Langmuir吸附等温式;当Cu2 、Zn2 浓度一定时,pH升高使Cu2 、Zn2 吸附量增大,但当pH >5时,Cu2 、Zn2 吸附量随pH变化甚微,出现一个接近最大吸附量的“平台”。当添加Cu2 、Zn2 浓度相同,但二种离子的总浓度不同时,平衡液的Cu2 /Zn2 浓度比均小于1,说明两类土壤对Cu2 的吸附选择性大于Zn2 ,且这种趋势不因pH和离子浓度而改变。当Cu2 、Zn2 共存时,使可变电荷土壤的Zn2 吸附量减小约70 % ,是恒电荷土壤降低量的约1.5倍;可变电荷土壤吸附一个Cu2 或Zn2 时所释放H 的平均数,明显大于恒电荷土壤者,说明可变电荷土壤对Cu2 及Zn2 的吸附中专性吸附的比例较恒电荷土壤大     

恒电荷土壤胶体对Cu2+ 、Pb2+ 的静电吸附与专性吸附特征

供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附强度用pH50 值表示 ,其大小次序为 :土 >黄绵土、黑垆土 >黄褐土。离子强度实验和表面络合反应机制证明恒电荷土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附含有专性吸附 ,n值可作为判断专性吸附与静电吸附比例的特征值 ,低pH值时 ,以水解 -络合吸附为主 ;高pH值时 ,以水解 -络合与沉淀吸附为主。静电吸附和专性吸附的比例与pH有关 ,各土壤胶体专性吸附百分数大小为 :黄褐土 >土 >黑垆土 >黄绵土。不同土壤胶体在同一介质中对Cu2 、Pb2 的固有络合常数logKintM 值及固有络合ΔG m 负值大小次序与吸附强度大小一致。在定pH定浓条件下 ,考虑离子之间的相互作用时 ,土壤胶体对重金属离子的吸附过程可用BDM等温式描述。供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 专性吸附ΔG m 的大小与固有络合ΔG m 接近且大小次序也一致。     

有机质对棕壤表面电荷及NH4+吸附解吸的影响

土壤胶体带有表面电荷，对阳离子和阴离子的吸附与解吸都受电荷性质的制约。土壤表面电荷中的可变电荷易受环境条件的影响，使人们有可能用某些措施调节环境条件，以改变可变电荷的数量，使之影响土壤的性质。由于电荷特性对土壤的分散、絮凝、膨胀和收缩，以及离子在土壤中的移动和有机无机复合体的形成等一系列性质有重要意义，从而使土壤电荷性质的研究倍受关注。     

低分子量有机酸对红壤和黄褐土K+吸附动力学的影响

采用连续流动法研究了低分子量有机酸影响下供试土壤的钾素吸附动力学特征,探讨了描述土壤K 吸附动力学的最优模型。结果发现,有机酸（苹果酸、柠檬酸）作用下,红壤吸附的K 量均低于对照（不加有机酸）处理,0.1 mmol/L草酸处理除外。黄褐土对K 的吸附因K 浓度的不同而差异明显。当K 浓度为0.1 mmol/L时,有机酸作用下黄褐土吸附的K 量低于对照,而当K 浓度为1.0 mmol/L时,有机酸作用下的黄褐土K 吸附量高于对照。K 吸附反应速度与时间的自然对数lnt间存在良好的线性关系（R0.05=0.754,R0.01=0.874）。1.0 mmol/L KCl处理的初始吸附速率较高,反应速度降低的较快。对红壤、黄褐土吸附K 的数据进行拟合,双常数方程、指数方程和Elovich方程拟合效果较好,都达到了极显著水平,一级动力学方程拟合效果不好。双常数方程的相关系数（R）高于Elovich方程和指数方程,双常数方程是描述红壤和黄褐土在有机酸作用下K 吸附动力学的最优模型。结果表明,有机酸对两种土壤吸附能力的影响均表现为草酸＞柠檬酸＞苹果酸。有机酸作用下红壤和黄褐土的K 吸附过程主要受土壤电荷的影响。     

土壤磷酸盐的吸收对Cu2+二次吸附动力学的影响

The effects of sorbed phosphate on the kinetics of Cu^2 secondary adsorption on three major types of soils in southern and Central China were studied using the batch method and flow (or miscible displacement) techniques.Both of the methods showed that diffusions were the ratedetermining steps in the Cu^2 adsorption by the soils.By the flow method,the course of Cu^2 adsorption kinetics consisted of two steps-sn initial rapid process and a later slow process of Cu^2 adsorption;while by the batch method,the 90% of Cu^2 adsorption reaction was found to finish within first 1 minute.The results obtained using the flow method also indicated that for red soil and yellow-brown soil ,Cu^2 adsorptions during the initial reaction periods were restrained when the soils sorbed phosphate,whereas the adsorption reactions were stimulated at the final time,For grey Chao soil,sorbed phosphate retarded the Cu^2 adsorption in the whole reaction period.The results obtained using the batch method and low techniques all implied that the different effects of sorbed phosphate would be attributed to its effects on Cu^2 ion diffusion in soil solution.     

Adsorption Kinetics of Pb2+ and Cu2+ on Variable Charge Soils and Minerals: Ⅲ. Adsorption Kinetics of Pb2+ Within 30 Minutes

The adsorption kinetics of Pb2+ on different soils and minerals with variable charges was studied by the two ion-selective electrode technique at different pH and concentrations. The results showed that more than 95% of adsorption on all the samples occurred during the first 5 minutes. All adsorption time-dependent data could fit the surface second-order equation very well. The values of Xm were goethite > kaolinite, and latosol > red soil at the same initial reaction concentration. The values of k were kaolinite > > goethite, and latosol > red soil at the same reaction pH and initial concentration.     

CrO42-对两种可变电荷土壤表面电荷的影响

对两种可变电荷土壤的研究结果表明,加入铬酸根(CrO42-)能增加土壤的表面负电荷,减小土壤的表面正电荷的量。CrO42-对表面正电荷的影响程度随体系pH的增加而减小,对负电荷的影响呈相反的趋势。CrO42-对表面电荷的影响程度也随其加入量的增加而增加。CrO42-主要通过自身的吸附来影响土壤的表面电荷,因为伴随着土壤表面电荷的变化,CrO42-在土壤中发生明显的吸附。而且土壤对CrO42-的吸附量随其加入量的增加而增加,随pH的升高而减小,与土壤电荷的变化趋势基本一致。     

Adsorption Kinetics of Pb2+ and Cu2+ on Variable Charge Soils and Minerals: Ⅱ. Equations for Describing Experimental Data

Different mathematical methods,including linearization,differential,integration and nonlinear least squares approximation (Newton-Marquardt method),were used to fit different kinetic equations,such as zero-order,first-order (i.e.membrane diffusion),second-order,parabolic-diffusion,Elovich,two-constant equations,to the experimental data of Pb^2 and Cu^2 adsorption on variable charge soils and kaolinite.Assuming each M^2 occupied two adsorption sites,two more equations,the so-caled surface second-order equation and third-order equation were derived and compared with the above equations according to the fitting results,which showed that the second-order equation and surface second-order equation,being one equation in different expressions under some conditions,were better than the other equations in describing the Pb^2 and Cu^2 adsorption kinetics,and the latter was the best.     

K+浓度对潮土和褐土钾吸附动力学的影响

研究了潮土、褐土在五种Ｋ十浓度下吸附Ｋ＋的动力学，结果表明：不同浓度下的表观吸附过程均可用一级反应动力学方程描述；表观吸附速率常数ｋａ及其与表观平衡吸附量ｑ∞的乘积与淋洗液Ｋ＋浓度之间均表现为极显著的直线正相关；表观平衡吸附量与浓度之间的关系符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ或Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附公式。依据试验结果对土壤钾吸附动力学进行了讨论与推导，找到四个动力学参数ｎ、ｋ１、Ｋ２、ｑｍａｘ，通过这些动力学参数可以计算表观吸附动力学参数Ｋａ、ｑ∞和平衡常数Ｋ及吸附过程中的自由能变△Ｇ，在一定条件下，还可以用来判断等温吸附的类型、估算等温吸附参数。     

陪伴离子对土壤胶体吸附Cu2+和Pb2+的影响

采用表面络合模式研究了不同陪伴离子对陕西 4种典型土壤胶体吸附Cu2 、Pb2 的影响。结果表明 :在各阴离子体系 ,同一土壤胶体对Cu2 、Pb2 吸附百分数达到 5 0 %时对应的pH(pH50 )值呈现 :Cl->SO2 - 4>草酸根 >柠檬酸根 >NO- 3的趋势 ,表面络合常数logKintM 的大小次序与此相反 ;专性吸附特征值 (n值 )反映了吸附过程专性吸附与电性吸附比例的大小 ,其值大小表现为 :NO- 3>Cl- >SO2 - 4>草酸根 >柠檬酸根的趋势     

褐土和潮土K+吸附动力学研究

土壤中钾离子的去向取决于不同形态钾之间的动态平衡,由于植物吸收的钾主要直接来源于土壤溶液钾,因此研究土壤对钾的吸附、解吸附动力学尤其重要。自八十年代以来, 国外对此进行了较多的研究［1～5］, 国内一些学者也做了一定的工作［6,7］。然而前人的研究中, 土壤往往经过一定的预处理, 被制成某种离子（一般是钙离子或镁离子）的饱和土壤,显然其研究结果不能代表土壤的自然过程。只经过水淋洗的土壤其性状较接近土壤的自然性状, 为此本文将研究只经过去离子水淋洗的土壤的钾吸附动力学特征。     

离子强度和pH对可变电荷土壤与铜离子相互作用的影响

研究了离子强度和pH对可变电荷土壤表面电荷与铜离子吸附的影响。作为对照 ,也研究了它们对恒电荷土壤黄棕壤的有关性质的影响。结果表明 ,随pH升高 ,土壤的表面负电荷增加 ,正电荷减少。对于可变电荷土壤 ,可出现电荷零点 (pH0 )。随pH升高 ,土壤对Cu2 的吸附量增大。随着离子强度增大 ,恒电荷土壤对Cu2 的吸附百分率明显降低 ,可变电荷土壤对Cu2 离子的吸附百分率也降低 ,但降低的幅度比恒电荷土壤者小得多。土壤中氧化铁的含量越高 ,降低的幅度越小。对于含 2 1 %左右游离氧化铁的铁质砖红壤 ,即使支持电解质NaNO3的浓度高达 1molL- 1,对Cu2 的吸附仍然几乎没有影响。从离子强度和pH与土壤表面电荷和铜离子吸附的关系 ,可以推测在土壤对铜离子的吸附中 ,既存在电性吸附 ,又存在专性吸附。在可变电荷土壤对铜离子的吸附中 ,专性吸附较为重要     

不同氧化物硼负载体吸附锰离子的特性研究

以人工合成针铁矿（Goethite，简写为G），水锰矿（Manganite，简写为M），经硼砂处理的吸附态针铁矿（简写为Ad—B-G），吸附态水锰矿（简写为Ad—B-M），经硼酸处理的包被态针铁矿（简写为Oc—B—G），包被态水锰矿（简写为Oc-B—M）等6种氧化物为研究对象，在等温条件下，用吸附平衡法研究了6种硼负载体对Mn^2＋的吸附解吸行为。结果表明，吸附Mn^2＋能力：Oc—B—G〉Ad—B—G〉G；Ad—B—M和Oc—B—M吸附Mn^2＋量最大，M吸附能力最弱。6种硼负载体Mn^2＋吸附量随pH升高而增加,但铁氧化物和锰氧化物之间有差别。不同形态锰氧化物吸附Mn^2＋前后溶液pH变化不同，吸附等量Mn^2＋离子时，Ad—B—M向溶液中释放H^＋量最多，Oc—B—M最少。上述结果说明，硼的参与不仅可改变氧化物吸附Mn^2＋离子的行为，而且对反应体系的影响也不尽相同。     

酸性条件下H+Ca2+在红壤表面反应的能量特征

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下H -Ca2 在红壤表面的反应动力学能量特征。结果表明 ,酸性条件下Ca2 吸附分为快反应和慢反应。用一级动力学方程拟合的Ca2 最大吸附量随酸度增加显著下降 ,随温度升高提前达到平衡。用双常数方程描述Ca2 在吸附点位能量分布的不均匀性 ,用扩散速率常数计算的活化能 (Eb )随酸度的增加而增加 ,Ca2 扩散需克服的能障加大 ;ΔH 值为正 ,温度升高可促进Ca2 的扩散 ;ΔS 值均为负 ,说明吸附反应使体系有序度增加。原液pH为 4 .5和 5 .6时 ,流出液的pH急剧下降 ,H 表观释放量用一级动力学和双常数方程拟合为最佳模型 ,其次是Elovich方程、扩散方程和零级方程 ;pH5 .6处理时H 、Al3 扩散进入溶液克服的能障比pH 4 .5处理的小 ,后者质子扩散需热能较大而不易进行 ;H 扩散活化焓变为正 ,其扩散是吸热过程。pH 3.5时流入液比流出液的pH高 ,是由于土壤的缓冲作用、土壤表面质子化和硫酸根专性吸附释放羟基 ;当溶液中H 超过一定数量后 ,向颗粒表面扩散的H 量比向外释放的多 ,反应初期的H 消耗是快反应过程。H 消耗的活化能及热焓比其释放的低 ,更有利于H 的吸附 ,因H 对矿物的溶蚀成为速率控制步骤 ,H 对矿物的溶解可用扩散方程和Elovich方程描述     

有机修饰塿土总酸度和电荷性质的初步研究

土壤表面电荷特性是土壤十分重要的表面特性参数,其不但与土壤溶液中阴阳离子的吸附与解吸具有直接的关系,同时土壤中的离子扩散、土壤有机-无机复合体的形成以及土壤的水分性状在不同程度上也均受到土壤胶体表面电荷性质的影响。近年来国内外开始研究应用阳离子型表面活性剂对黏土矿物或土壤进行修饰,以增大对土壤中有机污染物的吸附能力[1,2],由于采用表面活性剂能够使得土壤的表面疏水性增加而亲水性减弱,其表面电荷性质也必然发生相应的变化,而这种变化对土壤中有机、重金属污染物的吸附固定将会产生本质的影响[3~7]。因此,研究土壤表面修饰后土壤电荷特性的变化,对于深入了解土壤表面修饰的机理,从理论上探讨修饰土样对于     

我国几种地带性土壤无机胶体的表面电荷特性

研究了用返滴定法测定我国七个不同地带土壤无机胶体的表面电荷特性。结果表明 :( 1 )返滴定法测定的供试土壤无机胶体可变电荷量随纬度升高而逐渐上升。这主要与供试土壤粘土矿物、铁铝氧化物组成及含量有关。一般来说 ,土壤层状硅酸盐粘土含量越多 ,永久负电荷量和其可变负电荷量越大 ;铁铝氧化物含量越高 ,可变负电荷量越低。( 2 )七个地带性土壤无机胶体的Qv pH曲线上在pH5左右有一峰值 ,这可能与供试土壤胶体中铁铝氧化物的ZPC及供试土样层状硅酸盐的边面Si OH基吸附H 及Al OH基离解H 有关