黄壤对邻苯二甲酸二丁酯的吸附解吸特征及影响因素研究

采用紫外分光光度法研究黄壤对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附—解吸特征、动力学特征,以及pH 值、温 度、离子强度等环境条件对吸附的影响.黄壤对DBP的等温吸附可以用Langmuir方程很好地表述,达到极显著相 关,最大吸附量Qmax为0.564mg/g,吸附平衡常数为k=0.1772;解吸量随着吸附量的增加而增大,黄壤对DBP 的最大保有量为0.177mg/g;假二级动力学方程可以很好地描述黄壤对DBP的吸附动力学特征,颗粒内扩散模型 表明黄壤对DBP的吸附过程中土壤颗粒内扩散并不是唯一的速率控制步骤;黄壤对DBP的吸附量在pH 值为7.0 时最低,为0.024mg/g,而在弱酸性范围内随着pH 增大,吸附量降低,在弱碱性范围内,吸附量则随着pH 增大 而增大;温度对DBP的吸附有较大影响,在一定范围内,随着温度升高,吸附量下降,表明升高温度对吸附不利; 随着离子强度的增大,黄壤对DBP的吸附量整体趋势是小幅增大.     

不同分层土壤对锌的吸附解吸特性

为探究重金属锌在不同分层土壤中的吸附解吸特性,了解锌在分层土壤中的迁移规律,试验通过批量平衡试验,分析了锌在4个分层土壤(耕作层、犁底层、心土层、母质层)中的吸附解吸行为。结果表明:各分层土壤对锌的吸附动力学过程包括快速吸附、慢速吸附、吸附平衡3个阶段,准二级动力学方程对吸附过程的拟合效果优于准一级动力学方程,Langmuir方程能更好的拟合4种分层黑土对锌的等温吸附过程,4种土壤分层对锌的吸附能力由大到小的顺序为耕作层、犁底层、心土层、母质层,是因为随着土壤深度的增加,土壤有机质质量分数逐渐减小,4种分层土壤对锌的吸附能力逐渐降低。吸附热力学试验表明,随着温度的升高,各分层土壤对锌的吸附量均逐渐增大,ΔG<0(ΔG为吉布斯自由能的变化),ΔH>0(ΔH是标准焓变),ΔS>0(ΔS是标准熵变)说明了4个分层土壤对锌的吸附过程为自发、吸热、无序的过程。Zn的解吸量与吸附量呈正比,最大解吸量随着剖面深度的增加而减小,且均存在滞后效应。N、P质量浓度的增加,可以提高土壤固定Zn的能力,减小Zn对土壤农作物、地下水的重金属危害。     

紫色土可溶性有机碳的吸附-解吸特征

选择代表性的酸性、中性和石灰性紫色土为实验材料,采用平衡吸附和动力学吸附法研究了紫色土对可溶性有机碳(DOC)的吸附-解吸特征,分析了土壤理化性质与DOC吸附量之间的关系.结果表明,紫色土对DOC的吸附容量呈以下顺序:酸性紫色土＞中性紫色土＞石灰性紫色土.石灰性紫色土对DOC的解吸率明显高于酸性、中性紫色土,其迁移淋失问题值得重视.紫色土对DOC的吸附过程包括快速吸附和慢速吸附2个阶段,0～0.5 h内吸附速率最大,随后吸附速率逐渐减小,4～6 h内基本达到吸附平衡.土壤pH值、有机质、粘粒和活性铁铝氧化物含量是影响土壤DOC吸附量与解吸率的重要因素.通径分析表明,土壤理化性质对DOC吸附量的直接作用系数大小顺序为活性铝含量＞土壤pH值＞有机质,对DOC解吸率的直接作用系数大小顺序为活性铁含量＞粘粒＞有机质.多元线性回归模型能较好地预测土壤对DOC的吸附及解吸的变化.     

长期施用化肥和秸秆对紫色土非交换性钾释放特性研究

土壤非交换性钾的释放总量和释放速率是土壤供钾能力的重要指标.本文采用CaCl2连续提取的方法研究了22年长期不施肥(CK)、NP(不施钾肥)、NPK(施钾肥)、NPKS(钾肥与秸秆还田配施)和S(单施秸秆)对紫色土非交换性钾释放特性的影响,以期为紫色土钾素管理提供科学依据.结果表明:当运用不一样的施肥处理紫色土非交换性钾的释放全部是前期迅速释放、后期缓慢平稳释放的特点.采用4种动力学方程对紫色土交换性钾的释放过程进行模拟发现,前期快释放阶段(1~168h)用Elovich方程(对数曲线方程)模拟最佳,释放量占全过程的74.2%~77.0%;后期慢释放阶段(168~1 472h)用抛物线方程模拟效果最佳.不同处理土壤非交换性钾的释放速率和释放量的差异有统计学意义,其大小为:S原始土壤NPKS、CKNPKNP,长期不施钾肥的NP处理非交换性钾的释放速率比NPK处理低18.3%,比试验前土壤低26.7%;该处理土壤的非交换性钾累积释放量(133.32mg/kg)仅占NPK释放量的78.69%;化肥配施秸秆土壤非交换性钾释放量为176.26mg/kg,释放速率为16.13mg/kg·h~(-1)略高于氮磷钾施肥,秸秆还田能够提高紫色土供钾能力.     

黑土对邻苯二甲酸二丁酯吸附特性研究

邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是一种重要邻苯二甲酸酯(PAEs)类化合物,具有"三致"危害,因此被多个国家列为优先控制环境污染物。通过研究DBP在黑土中吸附动力学和吸附热力学特性,发现黑土对于DBP吸附量较大,符合准二级动力学,吸附为化学吸附,分子内扩散为吸附过程重要控制步骤。其吸附平衡时间为24 h,分析温度、pH、离子强度影响等条件发现,降低温度促进DBP吸附,pH为7时吸附量最大,离子强度上升增加DBP吸附量,达到一定程度后对DBP吸附产生抑制。     

土壤酸碱性和有机质含量对邻苯二甲酸酯纵向迁移的影响

以4种优先控制邻苯二甲酸酯类(PAEs)为研究对象,设置土壤pH值为5.2、6.2、7.0、8.3、9.1,有机质含量为9.9、21.2、30.6、41.7、50.4 g/kg,采用土柱淋滤模拟实验,土柱上层为PAEs污染土(3 cm),下层为不含PAEs的清洁土(20 cm),研究了土壤酸碱性和有机质含量对PAEs纵向迁移的影响.结果表明,土壤pH值为9.1时淋滤后污染和清洁土中4种PAEs总含量最低,总淋出率最高,可达98.0%;污染土中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的迁移不受土壤pH值影响,但邻苯二甲酸二辛酯(DOP)在强碱性土壤中更易迁移;清洁土中各PAEs均是在pH为6.2时的含量较高,其中DMP和DEP在土壤底层含量最高,但DBP和DOP在土壤上层含量最高.土壤有机质含量为9.9 g/kg时4种PAEs总含量最低,淋出率最高,达82.4%;不同有机质条件下污染土中DMP、DEP和DBP的迁移没有差异,DOP在低有机质含量土壤中更易迁移;总体上有机质含量为30.6~50.4 g/kg的清洁土柱DEP、DBP、DOP的含量更高,不易迁移.     

土壤吸钼特性对钼毒性临界值影响的初步研究

选择五种土壤进行了钼吸附-解吸和钼对莴笋影响的试验。结果表明,钼吸附量与平衡浓度呈直线关系,钼吸附量大小为黄壤>酸性紫色土>中性紫色土>冲积土>石灰性紫色土,土壤pH值与钼吸附有密切关系,解吸量随土壤吸钼量增加而增加,各土壤的大小顺序与吸钼量恰好相反。不同土壤中钼对莴笋毒害的大小顺序与土壤对钼的吸附-解吸完全吻合,土壤吸钼量与毒性临界值之间呈幂函数关系:lgy=0.653+0.4281gx(r=0.9990~(**))。     

紫色土中Cu~(2+)、Zn~(2+)吸附特征研究

[目的]了解紫色土对铜、锌的吸附特点。[方法]采用振荡平衡的方法研究了铜、锌在酸性、中性和石灰性3种紫色土中的吸附特征,并同时比较了不同环境条件对2种离子在3种紫色土中的吸附影响。[结果]研究得出,一定pH值条件下,在同种土壤上的吸附能力大小依次是Cu2+>Zn2+;3种紫色土在一定pH值条件下对同种重金属离子的吸附强度依次是石灰性紫色土>中性紫色土>酸性紫色土,与其表面电荷密度的大小相一致;Cu2+在3种紫色土表面以电性吸附和专性吸附的方式共存,其专性吸附的比例分别约为石灰性紫色土40%、中性紫色土25%、酸性紫色土20%;而Zn2+在土壤表面上绝大多数发生电性吸附。[结论]这2种重金属在紫色土中的吸附特征对库区土壤重金属污染评价有重要意义。     

Ti(Ⅳ)在新疆某石化企业周边农田土上的吸附特性

为明确钛在土壤中的吸附机理,采用静态批量法研究吸附时间、溶液初始p H、Ti(Ⅳ)初始浓度和温度等因素对新疆某石化周边农田土吸附Ti(Ⅳ)的影响,并对其吸附热力学和动力学特征进行探讨。结果表明,供试土壤对Ti(Ⅳ)的吸附在10 h后基本达到平衡。溶液p H小于4时土壤对Ti(Ⅳ)的吸附量较小,p H在4~7区间内吸附量逐渐增大。吸附量随着溶液中Ti(Ⅳ)初始浓度的增大和温度的升高而增加,当温度为298 K,初始浓度为1 000mg·L-1时达到最大饱和吸附量。各因素的影响程度从高到低依次为初始浓度、吸附时间、p H及温度。准一级动力学方程能较好的描述供试土壤对Ti(Ⅳ)的吸附动力学过程,Freundlich等温吸附方程对Ti(Ⅳ)在供试土壤上的吸附量拟合较好。热力学函数ΔG,ΔH和ΔS数据表明该吸附过程是一个自发的,以物理吸附为主的吸热反应。     

不同pH条件和P-Se交互作用对茶园土壤Se（Ⅳ）吸附行为的影响

为了给生产上采取增施磷肥措施提高茶园土壤硒的有效性提供理论依据,通过实验室模拟实验,研究了不同pH条件和P-Se交互作用对茶园土壤Se(Ⅳ)吸附行为的影响。结果表明,在吸附液3种pH条件下Se(Ⅳ)的吸附平衡时间无明显变化。当吸附液pH=3时土壤对Se(Ⅳ)的吸附量显著高于pH=5和pH=7的处理,而后两者之间差异较小。P-Se交互作用不仅延长了Se(Ⅳ)达到吸附平衡所需的时间,而且导致其平衡吸附量显著下降。茶园土壤对Se(Ⅳ)的吸附动力学曲线用双常数方程和Elovich方程拟合效果较好,而Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程均可较好地描述Se(Ⅳ)的吸附热力学特征。P对土壤中Se(Ⅳ)吸附行为的影响与两者的摩尔浓度比以及添加顺序有关,在3种不同添加顺序下,Se(Ⅳ)吸附量的大小为先加Se后加PSe与P同时加入先加P后加Se,且当P/Se摩尔浓度比1时,土壤对Se(Ⅳ)的吸附量呈现明显的下降趋势。