中性紫色土和砖红壤表面电荷性质的比较研究

采用恒流置换法测定了中性紫色土、砖红壤表面电荷总量、表面电位、表面电荷密度及表面电场强度,并讨论了电解质浓度、类型、pH以及环境温度对两种土壤电性参数影响的差异。结果表明:(1)在2:1型电解质体系(Mg(NO3)2)中,中性紫色土和砖红壤的表面电位分别约为-0.18V和-0.10 V。中性紫色和砖红壤表面电荷密度分别为-0.55 C m-2和-0.038C m-2;表面电场强度分别为-4.41E+08J m-1 C-1和-5.40E+07J m-1 C-1。紫色土的表面电荷密度、表面电场强度的值都比砖红壤高出约一个数量级。(2)两种土壤表面电荷密度随电解质浓度增加呈增加趋势,砖红壤的增加幅度要远大于中性紫色土;而表面电位随电解质浓度的增加有所降低,同样砖红壤的减小幅度要远大于中性紫色土。(3)pH对中性紫色土表面电荷性质的改变不是特别明显,而对砖红壤的表面电位和表面电荷密度都有很大程度的增加。     

红壤交换性碱和交换性酸的研究Ⅰ.与中性盐(Na2SO4, NaClO4和KClO4)的关系

用自动控制pH的装置定量研究了两种红壤类土壤胶体在三种中性盐溶液中的交换性碱和交换性酸的变化.发现在Na2SO4溶液中在pH低时出现交换性碱,pH高时出现交换性酸.砖红壤胶体的交换性碱比红壤胶体的大,并且在pH5.6附近还出现不受Na2SO4浓度影响的交换中性点.NaClO4和KClO4溶液中,在测定pH范围内只出现交换性酸,红壤胶体的数量比砖红壤胶体的大.同一土壤胶体在KClO4中的数量比NaClO4中的多.二者都有一峰值,对于砖红壤胶体前者在pH4.3,后者在pH5.8.提出了测定SO2-4-交换性碱的方法.     

表面电荷性质对紫色土粘粒悬浮液稳定性影响研究

表面电荷性质对于水体中粘性泥沙颗粒的稳定和聚沉起重要作用，因此本试验测定3种紫色土胶体的表面电荷性质，并讨论其随环境条件改变而变化对紫色土粘粒悬浮液稳定性的影响。结果表明：（1）3种紫色土胶体在2：1型电解质中的表面电位分别约-0．14～-0．192 V．1：1型电解质中约为其2倍，在2种离子体系中的絮凝值分别为0．72～1．12mol／m^3和11．7～17．8mol／m^3，胶体稳定性随其表面电位增加而增强；（2）1：1型电解质中粘粒悬浮液完全沉降时间分别达到40．6～47．0h，比在2：1型电解质中长12．4～14．6h，电解质浓度增加，粘粒悬浮液完全沉降时间下降．稳定性减弱。pH对完全沉降时间影响强烈，当pH=5时，2种电解质体系中的粘粒悬浮液完全沉降时间减少近1／2；pH=3时，60min左右悬浮液已经沉降完全。3种紫色土悬浮液稳定性是酸性紫色土〈中性紫色土〈石灰性紫色土。     

三峡水库消落区土壤胶体对Cd在土壤中迁移的影响

选取三峡水库消落区典型土壤,即紫色土、黄壤、紫色潮土和灰棕潮土为研究对象,以相应土壤胶体、蒙脱石矿物的10 mg/L Cd(NO3)2淋洗液分别淋洗土柱,研究了水分散态胶体对镉在土柱中迁移的影响.添加上述胶体的镉淋洗液,在紫色土、黄壤、紫色潮土和灰棕潮土土柱中镉迁移量分别是对照的1.18～4.96,1.05～2.37,1.10～4.33,1.03～3.33倍.结果表明胶体能够促进镉离子在土层中的迁移,其迁移能力遵循紫色土胶体≥紫色潮土胶体＞灰棕潮土胶体＞蒙脱石胶体＞黄壤胶体的规律.由此得出,胶体吸附态镉的迁移能力取决于胶体类型和土柱性质.     

离子强度对三种可变电荷土壤表面电荷和Zeta电位的影响

本文用离子活度和反号离子在土壤胶体双电层扩散层滑动面的分布解释了可变电荷土壤表面电荷与胶体Zeta电位随着离子强度增加呈相反变化趋势的原因。当p H大于土壤的盐效应零点(PZSE)时,离子强度增加导致土壤胶体双电层紧密层阴离子含量增加,土壤表面负电荷量增加,双电层滑动面上的反号离子(阳离子)数量增加,使得土壤胶体Zeta电位向正值位移。相反,当p H小于土壤PZSE,随着离子强度增加,土壤表面正电荷量增加,此时的反号离子为阴离子,双电层滑动面上的反号离子(阴离子)数量增加,导致土壤胶体Zeta电位向负值方向位移。另外,由于土壤表面对K+的吸附亲和力强于Na+,因此在相同浓度下,土壤胶体双电层滑动面上K+浓度高于Na+,导致土壤胶体在KNO3溶液中的Zeta电位高于在Na NO3溶液中的,从另一方面印证了这一解释。     

不同盐基离子对黑土胶体zeta电位及凝聚过程的影响

以黑土胶体为研究对象,比较黑土胶体在不同浓度的四种盐基离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+体系中的zeta电位、颗粒凝聚动力学过程和平均凝聚速率,明确不同离子界面行为对黑土胶体zeta电位和凝聚过程的影响。研究发现土壤胶体较高的颗粒密度(0.61 g L-1)更有利于获得稳定的zeta电位值;二价阳离子与一价离子相比,因其有更强的压缩双电层能力而引起zeta电位的降低和较强的土壤胶体凝聚过程;同价离子对zeta电位和土壤胶体聚沉影响的差异表现为离子浓度同为200 mmol L-1时,黑土胶体在K+体系中的凝聚速率是Na+体系中的7.65倍,离子浓度同为4 mmol L-1时,黑土胶体在Ca2+体系中的凝聚速率是Mg2+体系中的2.79倍。除了其自身体积的差异还与离子在表面强电场中的极化作用有关。不同盐离子受土壤表面附近电场的强烈影响,在土壤胶体表面固-液界面上被诱导极化,从而易引起胶体zeta电位的不同。该研究为表征土壤胶体表面性质及胶体凝聚过程和团聚体形成理论研究提供基础。     

土-水体系中电导频散的影响因素

用红壤、赤红壤和砖红壤3种土壤胶体,测定胶体悬液在不同频率时的电导和直流电导,用以观察频散现象。结果表明,各种胶体的电导频散能力因土壤类型而异,红壤最强,赤红壤次之,砖红壤最弱。呈现明显频散所需要的频率,红壤和赤红壤为10千赫左右,砖红壤约为100千赫。可变电荷土壤的类型对电导频散的影响与土壤胶体所带的电荷总量密切相关。对于同一种胶体,悬液相对电导率(某一频率时的电导率与300赫时的电导率之比)随胶体浓度的增加而变大。红壤悬液在各种电解质存在时的电导频散曲线的形状不同,其中KCl者为一斜上直线,Ca(NO₃)₂,和CaCl₂,者则为上翘的曲线。在1到100千赫之间,频散的顺序为:KCl>Ca(NO₃)₂>CaCl₂。呈现明显频散所需要的频率,对KCl者为1千赫左右,Ca(NO₃)₂者约为10千赫,CaCl₂者高达100千赫左右。在同一频率下,红壤胶体悬液的相对电导率随KCl溶液浓度的增加(10^-5—10^-3mol/L)而减小。     

用傅里叶数与优化法分析污泥过热蒸汽干燥有效扩散系数

为进一步研究污泥薄层在过热蒸汽干燥中湿分扩散机理与有效扩散系数,根据干燥法测定有效扩散系数计算时往往忽略物料湿含量变化对有效扩散系影响,该文采用傅里叶数法和优化法分别计算2、4、6和10 mm厚度污泥薄层,在120~280℃过热蒸汽温度下的有效扩散系数,分析有效扩散系数与过热蒸汽温度、薄层厚度之间的关系。计算分析结果表明:采用傅里叶数法和优化法得出的有效扩散系数数值基本一致,能更为精确反应污泥薄层过热蒸汽干燥有效扩散系数值及变化特性;傅里叶数法和优化法算得4 mm厚度污泥在120~280℃过热蒸汽干燥有效扩散系数分别为2.52×10-10~2.93×10-9 m2/s与2.75×10-10~3.32×10-9 m2/s;2、4、6和10 mm厚度污泥在160℃过热蒸汽干燥时2种方法计算的有效扩散系数分别为3.84×10-10~2.28×10-9 m2/s与4.40×10-10~2.72×10-9 m2/s;有效扩散系数随着过热蒸汽温度、薄层厚度增大而逐渐增大,并成线性关系。通过多元线性回归得到2种方法计算的有效扩散系数与干燥温度、薄层厚度简化的表达式,决定系数分别为0.9982、0.9956。计算结果可为污泥薄层过热蒸汽干燥湿分扩散过程与有效扩散系数的变化分析提供参考。     

低分子量有机酸对胶体矿物吸附酸性磷酸酶和牛血清白蛋白的影响 Ⅰ.乙酸的影响

研究了不同pH和乙酸浓度下 ,乙酸对酸性磷酸酶和牛血清白蛋白 (BSA)在土壤胶体、矿物表面吸附的影响。结果表明 ,在pH 2～ 8的乙酸体系中 ,酸性磷酸酶和BSA在胶体矿物表面的最大吸附pH值一般出现在蛋白的等电点和矿物的电荷零点 (PZC)之间。各土壤胶体和粘粒矿物对酶和BSA的吸附量大小顺序为 :针铁矿 黄棕壤 >砖红壤 >高岭石 >二氧化锰。乙酸浓度对蛋白分子在胶体矿物表面的吸附量和吸附结合能具有较显著影响 ,在 0～ 2 0 0mmolL- 1范围 ,随着乙酸浓度的增加 ,蛋白吸附量呈现出先升高 ,后降低 ,再稳定的趋势 ,而吸附结合能的变化与此相反。本文还就乙酸对酶和BSA吸附影响的可能机理进行了初步探讨。     

工艺参数对苹果变温压差膨化干燥过程中水分扩散的影响

利用非稳态菲克第二定律计算苹果片变温压差膨化干燥过程中水分扩散系数,讨论膨化温度、抽空温度和切片厚度对苹果片干燥过程中水分扩散的影响.采用Page、Henderson&Pabis和Logarithmic3种数学模型对苹果膨化干燥过程中水分的扩散进行了模型拟合,由模型统计参数平均偏差(MBE)、相对平均标准差(RMSE)、卡方(X2)、模型拟合效率(EF)值及决定系数r2评价模型优劣.结果表明:Logarithmic模型能够很好地描述苹果片变温压差膨化干燥中水分扩散的过程(r2≥0.97).试验设定工艺参数下,有效水分扩散系数De.在98.034×10-12 ～274.165×10-12m2 ·s-1之间,并且有效水分扩散系数随膨化温度、抽空温度的升高而升高;随切片厚度的增加而降低.     

三种紫色土表面电荷性质的研究

采用恒流置换法测定了酸性、中性、石灰性紫色土表面电荷总量、表面电位、表面电荷密度、表面电场强度以及比表面积 ,并讨论了电解质浓度、类型、环境温度以及pH对这些电性参数的影响。结果表明 :(1)在 2∶1型电解质体系 (Mg(NO3 ) 2 )中 ,三种紫色土的表面电位分别约为 - 0 .16～ - 0 .18V、- 0 .17～- 0 .19V、 - 0 .18～ - 0 .19V ;表面负电荷密度分别为 - 0 .2 6～ - 0 .4 4Cm-2 、- 0 .37～ - 0 .5 9Cm-2 、- 0 .5 8～ - 0 .6 7Cm-2 ;(2 )随电解质浓度的增加 ,三种紫色土的表面电位的负值都表现出下降的趋势 ,而表面电荷密度负值则表现出稍微增加趋势 ;(3)在 2∶1型电解质体系中三种紫色土的表面电位都约为在 1∶1型电解质体系 (KNO3 )中的一半 ,而表面电荷密度、表面电场强度和比表面积则在两种体系中基本相等 ;(4 )随温度的升高 ,三种紫色土的表面电位的负值、表面电荷密度负值都表现出减少的趋势     

不同种类氮肥对紫色土表面电化学性质的影响

以紫色土为研究对象,采用土柱淋溶方法,研究了不同种类氮肥对紫色土表面电化学性质的影响。结果表明:氮肥处理的紫色土表面电荷量较原土大,增加量在0.05～0.7 cmol kg-1;在低氮水平(100、200 mg kg-1)下,紫色土表面电荷量为尿素硫铵硝铵;而在高氮水平(300、400 mg kg-1)下,表面电荷量为硫铵尿素硝铵。与原土相比,施肥处理的紫色土比表面积有所增加,其中施用100 mg kg-1尿素的增加量最大,较原土增加了78.04%,且尿素处理对土壤比表面积的影响显著高于其余两种氮肥处理;而400 mg kg-1硫铵处理的增加量最少,只增加了0.06%。在同一个施氮水平下,硫铵处理的土壤表面电荷密度和电场强度最大,而尿素处理的最小;低氮施肥处理对电荷密度和电场强度的影响明显高于高氮施肥处理。可见,不同氮肥种类和施氮水平由于电解质体系类型和浓度的差异,引起土壤pH变化,最终对土壤电化学性质产生影响,从而改变土壤养分的保蓄性和有效性。在本试验条件下,非电解质体系在低浓度下能显著影响紫色土表面电化学性质,而强电解质在高浓度下影响效果较为明显。     

应用Multi-Langmuir模型评价土壤的表面电荷特性

用返滴定技术测定土壤的可变电荷量(Qv),应用Muti-Langmuir模型评价土壤的表面电荷特性。结果表明,黄壤和黄棕壤可变电荷量的变化范围在0～45cmolkg-1,红壤为0～21cmolkg-1,砖红壤和赤红壤为0～14cmolkg-1。可变电荷量(Qv)依赖土壤悬液的pH,3点位模型能很好地描述6种土壤的可变电荷量随pH的变化关系;黄壤、黄棕壤、湖南红壤、江西红壤、赤红壤和砖红壤的pK1分别为4.45、4.46、4.76、4.62、4.66和4.74,可变电荷量Qv1分别为11.7、9.64、9.31、7.14、4.86和5.95cmolkg-1。黄壤和黄棕壤pK1较红壤、砖红壤和赤红壤约低0.3。pK1与ZPC呈现极显著的线性关系,可变电荷量(Qv(i))与有机质含量呈极显著的正相关。     

中性盐和pH对红壤、砖红壤胶体交换性酸的影响

In the present work, the exchangeable acidity of a red soil colloid and a latosol colloid at different pH during reacting with four neutral salts was measured. The results show that the exchangeable acidity increased with increasing amounts of the neutral salts added, and the relation between them was almost linear. When the amount of the neutral salt added was lower than a certain value, the slope of the line was high, and the slope turned low when the amount exceeded that value, so there was a turning point in each line. The addition amounts of the neutral salts for the turning points were affected by the cation species of the neutral salts, but pH had less effect on them. After the turning points occurred, the exchangeable acidity of the red soil colloid still gradually increased with the addition amounts of the neutral salts, but that of the latosol colloid did not increase any more. The exchangeable acidity in NaClO₄, KClO₄ and NaCl solutions increased at first, and then decreased with increasing pH, that is to say, peak values appeared. The peak positions of the exchangeable acidity in relation to pH changed with neutral salt solutions and were affected by the surface characteristics of the soil colloids, but not affected by the amounts of the neutral salts added. The exchangeable acidity in the Ba(NO₃)₂ solution increased continuously with increasing pH. The exchangeable acidity of the red soil colloid was obviously larger than that of the latosol colloid.     

中南地区几种地带性土壤的胶体表面性质与14×10-10m矿物

本文研究了中南地区不同纬度带花岗岩母质发育的黄棕壤、红壤、砖红壤的胶体表面性质与粘土矿物组合、14×10^-10m矿物、氧化物的关系。结果表明:(1)黄棕壤、红壤、砖红壤粘粒的阳离子交换量、比表面和内表面占总表面的比例依次减小,这与其高岭石、粘粒氧化物含量依次增加,14×10^-10m矿物含量依次减少有关,且也与14×10^-10m矿物在黄棕壤中主要是蛭石,在红壤中主要是14×10^-10m过渡矿物,砖红壤不含14×10^-10m矿物的结论相符合。(2)在其他矿物类型和含量相近下,14×l0^-10m矿物是蛭石的土壤与14×10^-10m矿物是14×10^-10m过渡矿物的土壤相比,前者的阳离子交换量、比表面、内表面占总表面的比例比后者高些,但土壤的活性酸度弱些,交换性铝含量比后者低些。     

我国几种主要土壤胶体的NH4+吸附特征

本文讨论我国几种主要土壤胶体的NH₄⁺吸附特征。土壤胶体对NH₄⁺的吸附符合两种表面Langmuir方程。土壤胶体对NH₄⁺的结合能力强弱顺序是:黄棕壤>黑土、(土娄)土>红壤>砖红壤,而NH₄⁺的解吸率大小顺序与此相反。Langmuir吸附方程参数K₁与土壤胶体的粘粒矿物组成有关,并与土壤胶体对NH₄⁺的相对偏好性(A值)呈正相关。Langmuir参数(M₁+M₂)与土壤胶体的CEC呈正相关,去有机质(OM.)前后△K₁与△OM.呈反相关。去有机质可增加土壤胶体对NH₄⁺的偏好性。土壤胶体的NH₄⁺吸附和解吸特征决定于其组成和表面性质,并受有机无机复合作用的影响。永久电荷吸附位对NH₄⁺的偏好性较强,而可变电荷吸附位则较弱。     

磷的吸附和表面电荷特征及其与华南地区某些土壤矿物的关系

The phosphate adsorption and surface charge characteristics of the tropical and subtropical soils derived from different parent materials in China were determined, and their relations to soil mineralogy were analysed. The results showed that all soil phosphate adsorption curves were well fitted by Freundlich equation and Langmuir equation. The maximum buffering capacity of P ranged from 66 to 9 880 mg kg^-1, with an increasing order of purple soil, skeletal soil, red soil, lateritic red soil, yellow soil and latosol; and the highest value was 149 times the lowest value, which indicated great differences among these soils in phosphate adsorption and supplying characteristics. The pH₀ (zero point of charge) values obtained by salt titration-potential titration varied from 3.03 to 5.49, and the highest value was found in the latosol derived from basalt whereas the lowest value was found in the purple soil. The correlation analysis indicated that the main minerals responsible for phosphate adsorption in the soils were gibbsite, amorphous iron oxide and kaolinite; and the pH₀ was mainly controlled by kaolinite, gibbsite and oxides.     

农药污染对水稻田土壤硫酸盐还原菌种群数量及其活性影响的研究

在实验室条件下 ,施用杀虫剂 (呋喃丹 )、杀菌剂 (多菌灵 )和除草剂 (丁草胺 )后 ,对黄松稻田土壤、紫色稻田土壤和红壤稻田土的硫酸盐还原细菌 (Sulfate reducingbacteria ,SRB)种群数量和硫酸盐还原活性的影响。结果表明 ,紫色稻田土壤、黄松稻田土壤和红壤稻田土的SRB种群数量和硫酸盐还原活性的范围分别为 (66 83～ 12 7 81)× 10 4 cfug- 1干土、(45 87～ 10 5 0 7)× 10 4 cfug- 1干土和 (3 81～ 61 62 )× 10 4 cfug- 1干土和S- 2 (7 14～ 11 57) μgg- 1d- 1干土、S- 2 (6 84～ 9 0 7) μgg- 1d- 1干土、S- 2 (1 91～ 6 67) μgg- 1d- 1干土 ,且稻田土SRB种群数量和土壤硫酸盐还原活性之间具有正相关性。每kg干土中加入 1mg的丁草胺或呋喃丹 ,能促进SRB的生长及其硫酸盐还原活性。 1kg干土中加入 5mg的多菌灵、50mg的丁草胺或呋喃丹 ,对SRB的生长和硫酸盐还原活性有明显的抑制作用。施用丁草胺和呋喃丹 7d时 ,多菌灵 14d时 ,对水稻田土壤的SRB种群数量和硫酸盐还原活性的抑制影响最大 ,然后逐渐减轻 ,最后显示出某种程度的促进作用     

电渗析与酸淋洗模拟紫色土酸化的效果比较

为了比较电渗析与酸淋洗试验模拟紫色土酸化的效果,在重庆地区采集了不同pH(5.00和7.06)的2个紫色土,分别进行不同天数(1,2,5,7,10天)的电渗析和酸淋洗试验处理,并分析了试验处理前后土壤的酸度特征和交换性盐基成分含量变化。结果表明,在整个10天的淋溶处理过程中,2种紫色土的pH均无显著变化,说明紫色土具有一定的酸缓冲能力,短期的酸雨淋溶不能实现紫色土的严重酸化。而采用电渗析处理10天后,中性紫色土和酸性紫色土的pH分别降低3.4和1.1个单位。在整个电渗析处理过程中,土壤的交换性酸含量显著升高,盐基离子大量淋失。电渗析可以实现对紫色土的快速酸化处理。2种紫色土中,电渗析处理后中性紫色土的酸化程度大于酸性紫色土。这是由于中性紫色土的表面负电荷量更高,导致更多致酸离子吸附在土壤胶体表面,最终造成中性紫色土的酸化程度更加严重。因此,电渗析处理比酸雨淋溶处理对紫色土酸化效果更好,且可用于紫色土的酸化机理研究。进一步结合2种方法的技术可操作性,认为电渗析法是研究紫色土酸化问题的一种有效技术手段。