生物质炭对茶园土壤水溶性氟吸附特性的影响

采用室内培养试验法对添加生物质炭的茶园土壤水溶性氟吸附特性进行了研究。结果表明,茶园土壤随生物质炭添加量增加对水溶性氟的吸附量和吸附率均逐渐降低,应用等温吸附Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程均能够较好地描述其吸附规律,其中以Freundlich方程拟合曲线最佳。随生物质炭添加量的增加土壤氟净吸附量逐渐降低。各处理土壤的氟吸附动力学过程包含吸附快反应和慢反应阶段,平衡时间小于120 min区间为吸附量快速上升期,平衡时间达到1 440 min后0.25%和0.50%生物质炭添加量处理土壤基本达到平衡状态。从双常数方程、Elovich方程和一级动力学方程拟合方程计算得到的理论吸附量与试验实测吸附量之间的符合程度较高,可准确描述添加生物质炭土壤对水溶性氟的吸附过程。添加生物质炭使土壤p H值升高与茶园土壤对水溶性氟最大吸附量、吸附强度和净吸附量的降低密切相关。     

五氯酚在酸性土壤表面的吸附-解吸特征研究

本实验研究五氯酚在江西红壤和南京黄棕壤表面的吸附-解吸特征,结果表明:Freundlich和Langmuir等温吸附方程均能较好地描述PCP在两种土壤表面的吸附,且黄棕壤表面的最大吸附量大于红壤。用动力学方程对PCP在红壤中的吸附过程进行拟合,Elovich方程、双常数方程和一级动力学方程均得到较好的结果,其相关系数(R2)在0.96 ~ 0.99之间,达到极显著水平。Elovich方程反映出PCP在土壤表面吸附的能量非均质分布;而抛物线扩散方程不能描述PCP的吸附过程,其相关系数0.46 ~ 0.48。PCP在土壤中的解吸率与有机质含量和pH值相关,随有机质含量增加,PCP解吸率降低,即黄棕壤表土<黄棕壤底土,红壤表土<红壤底土;随模拟酸雨的pH值降低,土壤因对PCP的吸附能力增加,其解吸率降低。     

不同土壤对Cr吸附的动力学特征

该文采用振荡平衡法比较了来自中国15个省区16种土壤对Cr(Ⅵ)的吸附及其动力学特性,并探讨了土壤pH值、阳离了交换量、黏粒含量和有机质对Cr(Ⅵ)吸附及其动力学参数的影响.结果表明:具有较低土壤pH值和较高物理黏粒含量的土壤对Cr(Ⅵ)具有较人的表观吸附量,而土壤阳离子交换量和有机质因素对土壤Cr(Ⅵ)的表观吸附量影响较小.酸性土壤对Cr(Ⅵ)吸附能力较强,可以采用一级动力学方程和抛物线方程描述Cr(Ⅵ)在酸性土壤中的动力学行为,且土壤的表观吸附速率和平衡时的吸附量与土壤的pH值呈显著(p<0.05)负相关关系,而与物理黏粒含量旱显著(p<0.01)正相关关系;而碱性土壤对Cr(Ⅵ)吸附能力较小,很难用动力学方程描述其吸附动力学特性.可见,土壤pH值不仅影响土壤对Cr(Ⅵ)的表观吸附量,并且对Cr(Ⅵ)表观吸附动力学特征产生了较大影响.     

暗棕壤吸附铜离子特征及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了不同pH、离子强度、温度、Cu~(2 )浓度和接触时间条件下,暗棕壤对Cu~(2 )的吸附作用,并利用热力学和动力学方程对实验结果进行了拟合。结果表明:(1)随pH提高,Cu~(2 )的吸附率增加,pH 8时的吸附率约为91%。(2)随体系离子强度增加,Cu~(2 )的吸附量先下降后增加。(3)随溶液中Cu~(2 )浓度增加,Cu~(2 )在暗棕壤上的吸附量也增加,并且在低浓度时增加比较迅速。吸附等温线可用Frendlich,Langmiur和Temkin方程很好的描述,其中又以Langmiur方程拟合程度最好。根据Langmiur方程中平衡常数(k_L)得到的热力学参数指出,反应是自发的、吸热的,但增温却没有改变Cu~(2 )在暗棕壤表面的混乱度。(4)随接触时间延长,暗棕壤对Cu~(2 )的吸附量也增大,具体表现为吸附开始的快速反应阶段和经过一段时间后的慢速反应阶段。双常数能更好地拟合暗棕壤对Cu~(2 )的吸附动力学曲线,根据一级动力学方程的反应速率常数(k_D),计算出了Cu~(2 )吸附的活化能和活化热力学参数,指出温度升高有利于提高反应的速率。     

西南地区典型农田土壤中Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性研究

为了解西南地区土壤对污染毒性较强的Cd和Pb元素的吸附过程及作用机制,针对性地为预防和治理土壤污染提供理论依据,采用批试验的方法研究了典型黄棕壤和紫色土对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附动力学、等温吸附过程以及土壤有机质、溶液pH对吸附过程的影响。结果表明:土壤吸附Cd~(2+)、Pb~(2+)均能在12 h内达到平衡,土壤对Pb~(2+)平衡吸附量远大于Cd~(2+),准二级动力学模型最适合表征其动力学过程(R~2≥0.99)。吸附等温线可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,土壤对Pb~(2+)的吸附能力和缓冲能力较Cd~(2+)更大,吸附是自发进行的物理化学作用并存的过程。黄棕壤对Pb~(2+)的吸附为放热反应,紫色土对Pb~(2+)以及两种土壤对Cd~(2+)的吸附为吸热反应。去除有机质的土壤对重金属的吸附量降低,Cd~(2+)在黄棕壤和紫色土中的试验最大吸附量分别减少了37.89%、29.62%;Pb~(2+)则分别减少了12.87%、20.71%。土壤对金属离子的吸附量随溶液初始pH的增加而增加。     

土壤有机质对汞在棕壤中吸附-解吸行为的影响

对去除有机质前后汞(Ⅱ)在棕壤中吸附—解吸行为进行了分析。结果表明,有机质对棕壤汞的吸附贡献很大。去除有机质后,棕壤对汞(Ⅱ)的吸附率由95.62%~93.18%下降到62.8%~56.70%,解吸率则由2.39%~7.47%提高到2.65%~11.23%。Freundlich方程,Langmuir方程,Henry模型以及Temkin方程均能较好地描述去除有机质前后棕壤对汞的等温吸附过程。动力学方程拟合结果表明,棕壤去除有机质后,对汞(Ⅱ)的吸附—解吸速率均降低,其中Elovich方程和双常数方程拟合效果最优,均达到极显著相关关系(R0.708)。     

不同生物质炭对棕壤中磷素吸附解吸的影响

为了减少土壤磷素流失,提高磷肥利用效率,探究不同生物炭对棕壤中磷素吸附解吸行为的影响规律,以水稻秸秆、玉米秸秆和花生壳为原材料,利用限氧升温炭化法制备生物炭,通过批量吸附实验研究了生物炭种类和生物炭添加量对棕壤磷吸附解吸的影响。结果表明：水稻秸秆生物炭在添加量为0.4%时显著提高棕壤对磷的吸附量,花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭则显著降低棕壤对磷的吸附量；等温吸附曲线表明,不同生物炭均未改变等温吸附曲线的变化趋势,均可用Langmuir方程和 Freundlich 方程进行描述(R²>0.93),其中 Langmuir 方程拟合效果更好,不同处理对磷的理论吸附量大小顺序为：水稻秸秆生物炭+棕壤>棕壤>花生壳生物炭+棕壤>玉米秸秆生物炭+棕壤；吸附动力学实验表明,不同生物炭均未改变磷吸附动力学曲线的变化趋势,在所有动力学模型中,准二级动力学模型最适合描述土壤对磷的吸附行为(R²>0.99),其次为准一级动力模型(R²>0.99)和Elovich动力学模型(R²>0.88)；三种生物炭均显著促进棕壤对磷的解吸,当生物炭添加量为≥0.2%时,水稻秸秆生物炭、玉米秸秆生物炭和花生壳生物炭,分别可提高棕壤对磷的解析率50%、70%和90%以上。由此可见,不同生物炭可提高棕壤对磷素的供应和利用,水稻秸秆生物炭在减少棕壤磷素流失、保护生态环境方面具有更大的应用价值。     

川西山地黄壤组分对氟的吸附-解吸特征研究

以川西山地黄壤为例,采用选择溶解和模拟试验方法,研究黄壤各组分对F-的吸附与解吸特性。结果表明:黄壤各组分对F-的吸附可分为快速和慢速两个阶段,去除土壤相关组分后,平衡时间缩短,平均吸附速率变大,最大吸附量显著下降。随着初始浓度增大,吸附量呈增加趋势,吸附平衡液pH值上升。与未去除组分相比,经处理的样品对F-的吸附量均有一定程度的降低,其降低量由小到大的顺序为去无定形氧化铁/铝>去有机质>去游离氧化铁/铝。Langmuir、Freundlich、Temkin方程均可较好的拟合样品对F-的吸附,以Langmuir方程最佳。黄壤吸附的F-可为0.02 mol L-1的KCl大部分解吸,去除土壤组分后,黄壤对氟的专性吸附降低,缓冲能力减弱,解吸率增大,解吸率大小顺序为去游离氧化铁/铝>去有机质>去无定形氧化铁/铝>原土,显示了土壤各组分在F-吸附中的重要性差异。     

不同磷浓度处理暗棕壤对Zn2+吸附解吸行为的研究

通过等温吸附试验,研究不同磷含量处理暗棕壤对Zn2+的吸附解吸行为,结果表明:(1)随平衡液中Zn2+浓度的增加,3种处理暗棕壤对Zn2+的吸附作用均表现为:低浓度下(0～100 mg/L),吸附量增加迅速,随着浓度升高(100～150 mg/L),吸附量变缓并渐趋平衡,含磷量高的土壤吸附Zn2+的量较高。(2)Freundlich、Langmuir和Temkin方程均能很好描述Zn2+在3种不同磷含量暗棕壤上的吸附等温线,拟合效果依次为Freundlich>Langmuir>Temkin。经参数计算,较高磷含量有利于提高暗棕壤的最大吸附量和土壤对Zn2+的缓冲容量,而磷含量不同对Zn2+在暗棕壤上的吸附力没有太大影响。(3)3种不同磷含量处理暗棕壤吸附量与解吸量关系图形状相似,呈高度线性相关,均表现为暗棕壤对Zn2+的解吸量随吸附量的增加而增加,磷含量较高土壤有利于Zn2+的固定且不易解吸。     

湖北恩施几种典型土壤对氟的吸附与解吸特性

采用室内试验方法,研究了恩施六种土壤氟吸附的特性。结果表明:(1)不同土壤的吸附量差异很大,表现为黄粘泥水田土>红粘壤土>泥质岩黄壤土>红砂泥水田土>中性紫色土>黑色石灰土;同一土壤的吸附量随氟离子初始浓度的增大而增大。不同土壤的解吸量在低浓度时差异不明显,高浓度时表现为黄粘泥水田土、红粘壤土、泥质岩黄壤土、红砂泥水田土>中性紫色土>黑色石灰土;同一土壤的解吸量随氟离子初始浓度的增大而增大。(2)Langmuir公式可以很好地描述土壤氟吸附的特性,Freundlich公式能够较好地描述土壤对氟的吸附。(3)去除铁、铝氧化物后土壤氟吸附量明显降低;草酸能够促进土壤对氟的吸附;共存PO43-能够抑制土壤对氟的吸附。     

黄棕壤中活性有机碳对Cu吸附的影响

通过盐酸酸化法来去除4种不同利用方式黄棕壤的活性有机碳（AOC）,得到相对稳定的有机碳土壤,用于研究去除活性有机碳前后对Cu2＋吸附行为的影响。结果表明,黄棕壤去除有机碳前后,对Cu2＋吸附量与平衡液浓度的关系符合Langmuir方程和Freundlich方程,其拟合都呈现极显著相关（P〈0.01）,去除AOC后,黄棕壤各层次对Cu2＋的最大吸附量明显降低,是原土Cu2＋最大吸附量的10%～30%。盐酸酸化法对4种不同利用方式的黄棕壤有机碳的去除率为30%～75%,对Cu2＋吸附的减少率为54%～86%。去除活性有机碳前后,有机碳含量与对Cu2＋的吸附量都呈显著线性相关。土壤有机碳的去除率与对Cu2＋吸附的减少率间相关性达到极显著水平。     

pH对砖红壤和黄棕壤Cu~(2+)吸附与解吸的影响

对砖红壤和黄棕壤在不同浓度、不同pH下吸附和解吸Cu2+进行了测定。结果表明, 2种土壤Cu2+吸附量均随平衡液中Cu2+浓度增加而增大,两者关系较好地符合Langmuir吸附方程。Cu2+吸附量随pH升高而增加,Cu2+分配系数的对数与pH呈极显著的线性正相关,吸附一个Cu2+所释放H+的平均数砖红壤(1. 19)大于黄棕壤(1. 01)。可解吸Cu2+的数量随pH升高和吸附Cu2+的数量增加而增加,在pH4~6下,黄棕壤吸附Cu2+及可解吸Cu2+的比例(平均为10. 5% )大于砖红壤(平均为3. 1% )。由此认为, 2种土壤吸附Cu2+虽以专性吸附为主,但砖红壤的表面吸附点位较少,专性吸附点位的比例较高,对Cu2+的亲和性或专性吸附性大于黄棕壤。     

毒死蜱有毒代谢物3,5,6-TCP在土壤中的吸附-解吸研究

应用OECD106批平衡方法,研究了毒死蜱的有毒代谢物3,5,6-TCP在6种典型土壤中的吸附-解吸行为。结果表明：Elovich方程、双常数方程和抛物线扩散方程能较好地拟合3,5,6-TCP在第四纪红土、黑土、黄壤和褐土中的吸附动力学过程,而对紫色土和潮沙土的拟合度较低（拟合相关系数小于0.85）;应用Freundlich方程和线性方程拟合第四纪红土、黑土、黄壤和褐土的经验常数nfads均小于1（非线性吸附）,而紫色土和潮沙土的nfads值则接近于1（线性吸附）;3,5,6-TCP在6种土壤中解吸的滞后系数H值均大于1,即解吸速率大于吸附速率。6种土壤对3,5,6-TCP的吸附常数Kfads从1.37-6.74μg1-n·fmLn·fg^-1,吸附系数Kd值从0.50-1.30mL·g^-1,其中第四纪红土和黑土对其吸持力较强（Kd〉1）,因而更应注意环境安全;其他4种土壤的Kd值则均小于1,淋溶风险较大。     

邻苯二甲酸酯在不同类型土壤-植物系统中的累积特征研究

选用黄棕壤和红壤,用土壤老化和上海青（Brassica campestris）盆栽试验研究了邻苯二甲酸二正丁酯（Di-butyl Phthalate,DBP）和邻苯二甲酸二异辛酯（D（i2-ethylhexyl）Phthalate,DEHP）在土壤-植物系统中的分布规律。土壤老化试验表明,DBP和DEHP在土壤中的吸附量随着老化时间的增加,呈现开始（0-10 d）老化速率较快,而后（10-30 d）老化速率减小并且老化总量趋于稳定的趋势。盆栽试验结果表明,在红壤上植物体内DBP/DEHP含量（DBP：0.576-2.750 mg.kg-1;DEHP：9.369-33.256 mg.kg-1）与土壤污染浓度呈正相关,生物量与土壤污染浓度呈负相关;而在黄棕壤上,上海青的生物量并不随着土壤DBP/DEHP的添加量的升高而变化,植物体内DBP/DEHP的含量（DBP：0.212-0.401 mg.kg-1;DEHP：0.421-0.490 mg.kg-1）远低于红壤的相同污染浓度处理。在黄棕壤上,上海青对DBP/DEHP的BCF值介于0.061-1.041之间;而在红壤上,BCF值均大于1.0（介于1.175-15.695之间）,具有一定的生物富集作用。通过试验还估算了红壤上DBP/DEHP的临界浓度为6.932-11.718 mg.kg-1,可为建立生态效应预警指标提供参考。     

几种土壤及黏土矿物对多氯联苯吸附特性的研究

采用批量平衡试验,研究了不同土壤及长黏土矿物对多氯联苯吸附特性。结果表明:多氯联苯浓度范围为0.25~5.0mg L-1时,不同土壤及黏土矿物对多氯联苯的吸附均能用Freundlich方程很好地拟合,随着溶液中多氯联苯浓度的增加,土壤及黏土矿物对多氯联苯的吸附量增加;几种土壤对多氯联苯吸附量大小顺序为:红壤>黄褐土>砂姜黑土,土壤有机质、粘粒等对多氯联苯吸附起主要作用,土壤更易吸附高氯代PCB77;黏土矿物对多氯联苯吸附量大小顺序为:纳米蒙脱石>纳米SiO2>凹凸棒石,黏土矿物吸附多氯联苯能力的大小与黏土矿物的比表面积、粒径、层状结构等有关;多氯联苯本身分子的大小影响其在黏土矿物上的吸附;土壤中添加黏土矿物可以提高对多氯联苯的吸附。     

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     

几种土壤对氟的吸附和解吸

中南地区6种土壤8个层次的氟吸附和解吸试验结果表明:供试土壤的氟吸附与Langmuir、Freundilich和Temkin方程均有较好的拟合性;花岗岩发育土壤的氟吸附量明显大于红砂岩和紫红色砂页岩发育的土壤。赤红壤、砖红壤、紫色土和黄棕壤性土吸附的氟可为0.1mol／LKOH完全解吸，而红壤和黄棕壤的氟解吸部分滞后，滞后的原因与14nm过渡性矿物较多有关。上还土壤吸附氟均不能被水完全解吸，解吸率因土壤不同而不同。花岗岩发育土壤的氟解吸率（26.9％～40.0％）比其他母质土壤（4.8％～94.2％）低。供试土壤对氟吸附和解吸的差异与土壤矿物特性，尤其是氧化物数量有关。     

硼的吸附-解吸对土壤表面性质的影响

对三种不同类型土壤———棕红壤、黄棕壤、灰潮土在特定条件下的电荷零点(PZC) :ck—PZC(无硼 )、ads—PZC(硼吸附 )和des—PZC(硼解吸 )的研究发现 ,棕红壤和黄棕壤的ads—PZC与其ck—PZC相比 ,都有较为明显的下降。灰潮土 ,由于本身碳酸盐的缓冲作用 ,其ads—PZC与ck—PZC几乎相等。在硼吸附发生后 ,3种供试土壤的des—PZC较之它们的ads—PZC ,改变甚小 ,但这时灰潮土却保持强劲吸附电位离子的趋势 ,其吸附H 离子数量是棕红壤和黄棕壤的 2倍 ,表明在灰潮土上 ,原先被土壤胶体吸附的硼这时才显示利于电位离子的吸附。研究还表明 ,硼在酸性土壤中的吸附会引起 1 0倍量的质子的吸附