红壤中低分子量有机酸的吸附特征

应用平衡法研究了红壤对草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附行为。结果表明:红壤对有机酸的吸附量随着有机酸平衡溶液浓度的增加而增加,有机酸种类不同,吸附量也不同。有机酸在红壤中的吸附行为均可以很好地用Langmuir、Freundlich和Temkim方程描述,其中以Langmuir方程的拟合效果最好。红壤对有机酸均具有较高的吸附率,在0.5～20mmolL-1初始浓度范围内,草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率最大分别可达89.2%、77.5%、67.4%和47.1%。红壤对柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率均随着有机酸初始浓度的增加先急剧下降(<5mmolL-1),之后缓慢下降至趋于平稳;草酸的吸附率则随着初始浓度的增加而增加,在3mmolL-1左右时达到最大,随后降低至趋于平稳。     

不同pH、电解质浓度条件下草酸对针铁矿吸附Cd(II)的影响及机制

用吸附平衡法研究了不同草酸浓度、体系pH对针铁矿 (G)吸附Cd2+的影响与机制以及电解质 (KNO3)浓度对针铁矿、草酸化针铁矿 (G+40 )吸附Cd2+的影响差别及原因。结果表明 ,低浓度草酸 (1mmolL-1 )促进Cd2+的吸附 ;高浓度草酸 (1mmolL-1/sup )抑制Cd2+的吸附。已吸附在针铁矿表面的草酸对Cd2+ 吸附的影响与液相中草酸的影响不同 ,这主要与草酸引起的针铁矿表面电荷性质的变化、草酸在固液两相间的分配、草酸与Cd2+的配合作用和竞争作用有关。电解质 (KNO3)浓度对针铁矿和草酸化针铁矿吸附Cd2+的影响明显不同 ,随KNO3 浓度的提高 ,针铁矿的Cd吸附率由 44.5%增至 95%以上 ,而草酸化针铁矿吸附率由 29%降至6.2% ,这主要决定于二者的电荷零点 (PZC)和体系pH变化的不同。     

有机酸根与铝氧化物表面吸附磷的解吸

研究了有机酸根离子与合成铝氧化物表面吸附磷解吸的相互关系。结果表明:（1）有有机酸时比无有机酸时吸附的磷具有更高的解吸率,无草酸且加磷pH为4时,0.01molL-1KCI对磷的解吸率最低,草酸与磷共存且pH为6时磷的解吸率最高;（2）高浓度有机酸可解吸低浓度有机酸难解吸的磷,草酸难解吸的磷可为等浓度的柠檬酸极解吸;（3）不同浓度草酸和柠檬酸对铝-草酸复合物吸附磷的解吸率比对Al（OH)x的低,而对铝-柠檬酸复合物吸附磷的解吸率则比对Al（OH）x的高;（4）柠檬酸对铝-磷复合物中磷的解吸量随柠檬酸浓度升高而增大。这些结果证明,有机酸对铝氧化物吸附磷的解吸机理包括配位交换和溶解,有机酸可促进磷的解吸,提高磷的有效性。     

低分子有机酸对土壤中重金属的解吸及影响因素

研究了柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸对矿区土壤中重金属Pb、Cd、Cu和Zn的解吸行为,并探讨了介质pH值对其解吸土中重金属的影响。振荡解吸试验结果表明四种低分子有机酸对供试污染土壤中Pb、Cd、Cu和Zn都具有一定的解吸能力。由于土壤中重金属有效态含量较低,各重金属的解吸率都不高。在对Pb和Cd的解吸中,各低分子有机酸能力大小顺序为柠檬酸>酒石酸≈苹果酸>草酸;Cu的解吸顺序为柠檬酸>草酸>酒石酸≈苹果酸;Zn的解吸顺序为酒石酸>柠檬酸≈苹果酸>草酸。低分子有机酸随浓度的增加,其解吸能力提高。低分子有机酸对重金属的解吸量随pH值的降低而增加。     

有机酸对铝氧化物吸附磷的影响

以存在不同配位阴离子 (硫酸根、磷酸根、草酸根、柠檬酸根 )时合成的铝氧化物为对象 ,用平衡吸附法研究了草酸、柠檬酸等的浓度和 pH对铝氧化物吸附磷的影响 ,并讨论有机酸影响磷吸附的机制。结果表明 :六种合成铝氧化物的最大吸磷量 (Xm)介于 0.189～ 0.838mmol/g ,以Al(OH)x的吸磷量最高 ,铝 柠檬酸复合物 (Al-CA)的吸磷量最低 ;有机酸浓度升高时 ,铝氧化物的吸磷量降低 ,且柠檬酸的影响程度高于草酸 ;先加 pH为 2的草酸或酒石酸 ,Al(OH)x对磷的次级吸附量最低 ,而有机酸pH为 3时 ,Al(OH)x对磷的次级吸附量达最高 ,有机酸溶液 pH由 4增至 9,铝氧化物吸磷量变化不大或逐渐降低。有机酸与磷混合加入同单加磷相比 ,pH 3时差异较小 ,pH 4～ 6时差异最显著 ,pH 7～ 8时又减小 ;有机酸降低铝氧化物吸磷量的机理包括酸性溶解和络合竞争两方面 ,在 pH 2时以前者为主 ,pH 3～ 9时以后者为主 ,且铝氧化物表面的吸附点位对供试配位阴离子都是亲合的     

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     

低分子量有机酸对红壤无机磷活化的作用

采用室内模拟试验研究了低分子量有机酸,如草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸在红壤无机磷活化中的作用。结果表明,相同浓度下,有机酸活化土壤磷的能力为柠檬酸酒石酸苹果酸。低浓度(0.5mmolL-1)时,草酸活化能力最小;高浓度(≥5mmolL-1)时,其活化能力最大。对同一种有机酸而言,土壤各无机磷形态活化量均随pH的升高而降低;且在同一酸度下,其活化量以铝磷(Al-P)为最多,铁磷(Fe-P)和钙磷(Ca-P)次之,闭蓄态磷(O-P)则最少。有机酸活化土壤无机磷酸盐应该是质子酸效应和有机酸阴离子络合效应共同作用的结果,且与磷酸盐的溶度积常数密切相关。研究结果对根系土壤无机磷素循环研究有着重要的意义。     

pH和有机酸对酸性紫色土吸附-解吸镉的影响

选择酸性紫色土,研究pH和有机酸对紫色土吸附镉的影响。结果表明,pH在1.0~5.0的范围内,Cd2 的解吸率从接近100%急剧降低到20.0%。当pH>5.0,Cd2 的解吸率缓慢下降。相对较低的有机酸浓度(≤10-3mol/L)限制了Cd2 解吸,而较高的有机酸浓度则增加了Cd2 的解吸。柠檬酸和醋酸在较高浓度(>10-3mol/L)时极大地促进了Cd2 的解吸,其次是苹果酸,最小的是酒石酸。     

低分子量有机酸对可变电荷土壤吸附性氟解吸的影响

低分子量有机酸可增加可变电荷土壤中吸附性F的解吸,4种有机酸对F解吸影响的大小顺序为:草酸>丙二酸>柠檬酸>苹果酸。有机酸对F解吸的增加作用随有机酸浓度的增加和pH的升高而增加。有机酸可以通过两种机制来增加F的解吸量,一是有机酸阴离子与F对土壤表面吸附位的竞争作用;另一机制是有机酸通过促进土壤氧化铝的溶解来增加F的解吸量。从短程反应看,第一种机制是主要的。     

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。     

草酸/草酸盐对森林暗棕壤的磷释放效应

模拟森林凋落物淋洗液中的草酸/草酸盐浓度范围,设计了不同浓度草酸/草酸盐溶液一次性浸提和多次连续浸提系列实验,其中的草酸(阴离子)载荷量为0~200 mmol kg-1。结果表明,草酸能显著促进暗棕壤A1层(腐殖质层)磷的释放,土壤磷溶出量随草酸溶液浓度升高而线性增加;但对B层土壤磷的释放效应相对较弱,草酸浓度低于5mmol L-1时B层磷的释放不明显。pH 5.16草酸钠溶液比相同浓度的草酸溶液具有更高的解磷效率,在设置二者浓度为0.5~20.0 mmol L-1时,前者的解磷量是后者的1.51~2.98倍,推断草酸盐溶液或凋落物淋洗液中草酸(盐)类物质促进暗棕壤磷释放的主要机理在于草酸阴离子(C2O42-)配位反应。草酸盐对暗棕壤磷的释放效应具有一定累加性,土壤磷释放量主要由草酸阴离子累积载荷量决定,而与其加入方式(多次或一次性)关系不大;当以pH5.16草酸钠溶液加入时,土壤磷释放量Y(mgkg-1)与草酸阴离子累积载荷量X(mmol kg-1)间的回归方程为Y=-0.000 4X2 0.176 6X 0.425 3,R2=0.990 2。仅以凋落物层溶出的草酸(阴离子)量进行估计,由此增加的A1层土壤磷释放量达2.40 kg hm-2a-1,大约相当于中龄林年吸收磷量的1/3~1/5,因此其实际作用是不可忽视的。     

酒石酸对黏粒矿物上酸性磷酸酶吸附及活性的影响

采用平衡批处理法,研究了模拟根系分泌物——酒石酸溶液的浓度(0~80 mmol L-1)、pH(2.5~7.0)对酸性磷酸酶在针铁矿、高岭石及黄棕壤和砖红壤胶体(<2μm)上的吸附及比活性影响。结果表明,当酒石酸浓度由0 mmol L-1(作为对照)升高至80 mmol L-1时,酸性磷酸酶在供试土壤胶体和矿物表面的吸附量先急剧降低(0~5mmol L-1之间),后逐渐达到平衡;以羟基化表面为主的针铁矿对酸性磷酸酶的吸附百分率受酒石酸浓度的影响最大,吸附百分率从对照的96.2%降至80 mmolL-1酒石酸浓度时的33.7%,其他以层状铝硅酸盐矿物为主的供试土壤胶体和高岭石则受影响较小,吸附百分率从对照的76.3%~60.6%降至80 mmol L-1酒石酸浓度时的56.2%~41.6%。酸性磷酸酶在酒石酸体系中的最大吸附pH点均在该酶的等电点酸侧,这可能与酒石酸对矿物表面的电荷性质改变有关;酒石酸体系中,针铁矿上酸性磷酸酶的比活性远高于其它供试土壤胶体,该酶的最适比活性点随胶体类型的不同而无变化或有所高移。     

低分子量有机酸对砖红壤动电性质的影响

研究了 5种低分子量有机酸 ,即醋酸、柠檬酸、马来酸、苹果酸和草酸 ,对昆明和徐闻两种砖红壤动电性质的影响。结果表明 ,在试验条件下 ,两种砖红壤的 ζ电位随醋酸浓度的递增逐渐正移 ,而后 ζ电位正移速率显著增大 ,再后 ζ电位渐趋稳定 ;两者的 ζ电位随柠檬酸浓度的增加向更负的方向移动 ,在试验浓度范围 (0～ 0 .1 5mmolL-1 )内 ,负移的速率没有明显差别。在pH 3.2至 6 .0之间 ,含有不同有机酸的两种砖红壤悬液的ζ电位均具有如下顺序 :醋酸 >马来酸 >苹果酸 >柠檬酸 >草酸 ;含同一有机酸的悬液在相同pH下的 ζ电位 ,昆明砖红壤总是高于徐闻砖红壤。在不同有机酸存在下 ,两种砖红壤悬液等电点的顺序与上述的 ζ电位顺序相同 ;对于相同处理来说 ,昆明砖红壤的等电点高于徐闻砖红壤者 0 .5～ 1 .0pH单位。     

磷-铅-柠檬酸在红壤胶体上相互作用机理初探

以红壤胶体为对象,通过等温平衡试验,研究了柠檬酸对红壤胶体吸附磷的影响,以及吸附磷和柠檬酸后弃去上清液(次级吸附)和保留上清液(共吸附)两种方式对红壤胶体固定铅的影响。结果表明,柠檬酸对红壤胶体磷吸附产生抑制作用,且随着柠檬酸浓度增加而抑制作用增强;用Langmuir方程拟合时,红壤胶体对磷的吸附反应常数K、最大吸附量X m均随柠檬酸初始浓度增加而降低。吸附磷和柠檬酸后,两种处理方式对铅的固定量影响有明显差异,总体上,次级吸附试验中铅的固定量低于共吸附;且两种方式中铅的固定量均随磷初始浓度及磷吸附量的增加而增加,随柠檬酸浓度升高而降低。共吸附中铅固定量在柠檬酸初始浓度为0.1 mmol L-1和磷初始浓度小于0.4 mmol L-1时达到较高值,说明在此浓度下磷和柠檬酸的共同存在促进了红壤胶体对铅的固定。     

低分子量有机酸对促进可变电荷土壤中铝溶解的影响

Low-molecular-weight （LMW） organic acids exist widely in soils and play an important role in soil processes such as mineral weathering, nutrient mobilization and A1 detoxification. In this research, a batch experiment was conducted to examine the effects of LMW organic acids on dissolution of aluminum in two variably charged soils, an Ultisol and an Oxisol. The results showed that the LMW organic acids enhanced the dissolution of A1 in the two investigated soils in the following order： citric 〉 oxalic 〉 malonic 〉 malic 〉 tartaric 〉 salicylic 〉 lactic 〉 maleic. This was generally in agreement with the magnitude of the stability constants for the Al-organic complexes. The effects of LMW organic acids on Al dissolution were greater in the Ultisol than in the Oxisol as compared to their controls. Also, the accelerating effects of citric and oxalic acids on dissolution of A1 increased with an increase in pH, while the effects of lactic and salicylic acids decreased. Additionally, when the organic acid concentration was less than 0.2 mmol L-I, the dissolution of A1 changed Iittle with increase in acid concentration. However, when the organic acid concentration was greater than 0.2 mmol L^-1,the dissolution of A1 increased with increase in acid concentration. In addition to the acid first dissociation constant and stability constant of Al-organic complexes, the promoting effects of LMW organic acids on dissolution of A1 were also related to their sorption-desorption equilibrium in the soils.     

Low-molecular weight organic acids improve plant availability of phosphorus in different textured calcareous soils

Understanding the role of organic acids on phosphorus (P) sorption capacity of soils is very important for its economic and friendly management. Combining P application with low-molecular weight organic acids could result in its higher plant availability for prolonged time. Therefore, citric and oxalic acid (at the rate of 1.0 mM kg^?1 soil) were evaluated for their effect on P sorption capacity and its plant availability in two different textured calcareous soils. Organic acids decreased P sorption capacity and organic carbon partition coefficient (K_oc) whereas increased Gibbs free energy (ΔG) of P. Organic-acid-treated soils required lesser quantity of P fertilizer to produce soil solution P concentration optimum for plant growth (external P requirement [EPR_0.2]), that is, 0.2 mg L^?1. Citric acid was efficient than oxalic acid in the above effects. P sorption parameters of Freundlich model were negatively correlated with lime potential and ΔG whereas had positive correlation (P < 0.05) with EPR_0.2 and K_oc. Incubation with oxalic acid increased available P in loamy sand and loam soil by 20% and 30%, respectively. Thus, organic acids could help reduce application rate of P fertilizer through lowering its adsorption in highly P-fixing soils without compromise on yield.     

磷和柠檬酸共存对高岭石和针铁矿吸附铅的影响

通过平衡吸附试验及矿物电动电位(Zeta电位)的变化分析,研究了磷(P)和柠檬酸(CA)共存对针铁矿和高岭石吸附铅的影响。结果表明:(1)针铁矿和高岭石对铅的吸附量随柠檬酸浓度的升高呈现"峰形"曲线变化,铅吸附量达到峰值的柠檬酸浓度均为0.5 mmol L~(-1),不同浓度磷存在下柠檬酸对矿物吸附Pb2+量有不同程度增加。(2)随着磷添加浓度的增加,两种矿物对铅吸附量均呈增加趋势,磷添加浓度分别为1 mmol L~(-1)和0.6 mmol L~(-1)时,针铁矿和高岭石吸附铅量达到平衡;当处理中添加不同浓度柠檬酸,两种矿物均表现为对铅的吸附量增加,且随着柠檬酸浓度增加促进铅吸附的作用增强,说明在磷及试验浓度柠檬酸存在下促进了矿物对铅的吸附。(3)高岭石体系中,加入磷或(和)柠檬酸后,Zeta电位-pH曲线向负值方向位移,降低程度大小顺序为1.0 mmol L~(-1) P+0.5mmol L~(-1) CA0.5 mmol L~(-1) CA1.0 mmol L~(-1) P,说明高岭石表面增加的负电荷也部分增加了其对铅的电性吸附;添加磷和柠檬酸处理针铁矿的Zeta电位显著降低,且随着体系pH的升高其Zeta电位没有明显变化,表明磷和柠檬酸均主要是通过吸附到针铁矿表面而增加对铅的专性吸附。     

Impact of low-molecular-weight organic acids on the availability of phenanthrene and pyrene in soil

The impact of low-molecular-weight organic acids (LMWOAs) on the availability of phenanthrene and pyrene was investigated using laboratory batch assays. Experiments were conducted with two types of soil with different organic contents. The LMWOAs used were citric and oxalic acid. A mild solvent extraction procedure and a sorption-desorption experiment were used to predict the availability of phenanthrene and pyrene. Results showed that the extractable amounts of phenanthrene and pyrene in both soil types increased with increased citric or oxalic acid concentration. Citric acid addition promoted phenanthrene and pyrene extraction to a greater degree than oxalic acid. Compared with freshly spiked soils, the extractable amounts of phenanthrene and pyrene with the addition of LMWOAs decreased significantly after 60 days of cultivation. Soils with higher values of soil organic carbon content (f_oc) showed decreased phenanthrene and pyrene availability after the addition of LMWOAs. The sorption and desorption results also demonstrated the enhanced availability of PAHs with LMWOA addition. Phenanthrene sorption could be described using a linear model, regardless of the addition of LMWOAs. The simulated distribution constants (K_d) for phenanthrene sorption decreased significantly with the addition of LMWOAs. In contrast, phenanthrene desorption clearly increased with the addition of LMWOAs. These results suggest that the availabilities of phenanthrene and pyrene can be increased with the addition of suitable LMWOAs.     

有机酸和磷对两种污染土壤铅的释放作用研究

用土壤培养和化学浸提法研究了不同低分子量有机酸和磷对污染土壤中铅释放的影响。结果表明,随有机酸浓度增加,铅污染红壤、棕壤中可溶出铅量均增加。当供试有机酸浓度≥1mmol·L-1时,相同浓度有机酸溶出铅量为柠檬酸〉乙酸〉草酸;当有机酸浓度≤0.5mmol·L-1时,溶出铅量为草酸〉柠檬酸〉乙酸。将2g·kg-1磷及50mmol·kg-1有机酸与铅污染红壤以不同方式混合后,柠檬酸处理的溶出铅比率（在污染土壤中加入P、有机酸后溶出铅含量与单加有机酸溶出铅含量之比）为66%（先加有机酸再加磷）、58%（有机酸与磷同时加入）、70%（先加磷再加有机酸）,草酸处理（方式同上）的溶出铅比率为90%、89%、94%,乙酸处理（方式同上）的为10%、8%、10%。铅污染棕壤上,以上处理的溶出铅比率分别为106.46%、104.43%、105.19%（柠檬酸）;43%、48%、58%（草酸）;38%、42%、55%（乙酸）。供试条件下,红壤最低溶出铅比率低于棕壤。     

Oxalic Acid Effect on Potassium Release from Typical Rice Soils of Kashmir

Batch experiments were employed to examine the influence of oxalic acid on release kinetics of potassium (K) from soils along with adsorption and desorption of soil K⁺. The soils used were three rice soils from high-, mid-, and low-altitude zones. The results showed that soil K extracted using 0.2 mol L^–1 oxalic acid was similar to that of 1 mol L^–1 boiling nitric acid (HNO₃). The relation between K release (y) and concentrations of oxalic acid (c) could be best described as y = a + b log c, whereas the best-fit kinetic equation of K release was y = a + b √t. The K release for soils was in the order Bonbagh > Ganasthan > Kreeri. An oxalic acid solution with low pH was able to release more K. Oxalic acid decreased soil K⁺ adsorption and increased desorption, the effect of which tended to be greater at lower pH.