我国主要土壤不同粒级的矿物组成及供钾特点

用物理方法提取了我国１１种主要土壤四个粒级的土壤颗粒,并对各个粒级颗粒的矿物组成进行了分析鉴定。结果表明,同一土壤,随着粒级的增加,矿物组成趋于简单,次生矿物类型及含量减少而原生矿物种类及含量增加。＜１０μｍ的颗粒矿物组成,除红壤、赤红壤外的９种土壤,都以水云母为主,而＞１０μｍ的颗粒１１种土壤都以原生矿物为主,但部分土壤仍可见少量的次生矿物。不同土壤间２～５０μｍ颗粒的次生矿物组成差异明显。     

利用放射化学及地球化学方法追踪德基水库集水区之泥沙来源

用土壤中放射性原子落尘¹³⁷Cs因地表植生,坡度及土层厚度不同而有不同含量以及矿物抗风化及冲蚀程度不同,其所获石英或云母（抗风化）与长石（易风化）矿物含量比,可探测集水区内水库泥沙淤积之来源。就本研究结果,¹³⁷Cs在果园土壤最高,平均为302μμCi/kg,森林土壤次之为203μμCi/kg,而以崩塌地土壤147μμCi/kg最低,显示因地表坡度及植生不同造成表土厚度之差异,徒而影响¹³⁷Cs原子落坐在土壤中之分布。矿物抗风化及冲蚀作用因种类而异,石英/长石比（Q/F）或云母/长石比（Mi/F）之值愈高,表示抗风化之矿物含量高,矿物安定度大或不易受风化及冲蚀。由分析结果获知森林土壤Q/F值与果园土壤相近,而崩塌地土壤最低,就Q/F值或Mi/F值比较,果园土壤似较森林土壤更为安定,此与果园土壤之坡度较平坦,表土较厚有关。此项结果与放射化学方法所测得之¹³⁷Cs含量所表示之意义一致。无论以原子落尘或矿物比值测值,均显示不同植生这有其显着差异,用以追踪水库淤沙来源,具有辨异性辨就方法之设备及分析之难易与时间耗费,笔者建议采用地球化学之矿物测定法,更有应用价值。     

土壤矿物对有机质的吸附与固定机制研究进展

鉴于土壤有机质在生态系统及碳储存方面的重要性,关于土壤矿物对土壤有机质的吸附与固定机理方面的研究越来越受到了学术界的广泛关注。本文综述了近年来报道较多的土壤矿物对土壤有机质的吸附机制,以及主要影响因素。在众多矿物类型中,水合铁、铝氧化物及黏土矿物对有机质的吸附性较强,配体交换、络合、氢键、阳离子桥接、缩合及范德华力作用是土壤矿物与有机质之间的主要作用机制。土壤pH是影响矿物表面电荷及吸附位点的关键因素,进而影响矿物对有机质的吸附。土壤矿物表面的有机质含量对其继续吸附有机质具有一定的影响。吸附态有机质大多呈层状结构,越接近矿物表面的有机质与土壤矿物的结合越紧密。土壤有机质的稳定性受有机质与矿物间的作用力影响,一般而言,以化学键合吸附在矿物表面的有机质最稳定,其次为直接与矿物表面作用的电子"供体-受体"机制,范德华力和静电作用稳定性较差。近年来,随着分析设备和技术的进步,一些新的表征与探测方法(如热重分析、差示扫描量热法、傅里叶转换红外光谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜、扫描透射X射线显微镜、中子散射技术等)被用于"矿物-有机质"结合机制的研究中,这些新手段毫无疑问会帮助更好地认识矿物与有机质间的作用机理。关于微生物在矿物吸附有机质、"矿物-有机质"复合体形成和演化过程中所起的作用,研究相对较少,但很明显这是至关重要的。     

矿物对溶解性有机质及其不同组分的吸附作用

溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)在土壤矿物表面的吸附控制着其在土壤中的迁移,会影响土壤/矿物对重金属、有机污染物等的传质过程[1～3]。已往资料揭示,土壤中黏土矿物是DOM的重要吸附质;但迄今,有关DOM在不同类型黏土矿物表面吸附的差异及机制尚很不清楚。另外,不同DOM组分在土壤矿物上的吸附各异,土壤矿物对DOM不同成分的吸附具有选择性;因此分离DOM不同组分,分别研究其在土壤矿物上的吸附有助于揭示DOM与土壤矿物的结合机理,但该研究尚待深化。此外,目前研究中DOM多以土壤中提取的为主[4],对于因污泥农用等农业管理措施而从外部引入土壤的DOM的研究还较     

土壤矿物钾活化途径

针对我国钾肥资源短缺问题,分析了土壤钾资源的开发潜力,概述了土壤矿物钾的存在状态及其释放特点,综述了硅酸盐细菌、富钾植物和有机酸活化土壤矿物钾的能力与机理,并展望了活化土壤矿物钾的三种途径在生产中的应用前景。     

泰山山前平原土地利用方式对潮棕壤黏土矿物组成的影响

对泰山山前平原潮棕壤区小麦/玉米轮作农田、杨树林地和荒草地三种土地利用方式黏土矿物组成进行研究,探究不同土地利用方式下黏土矿物组成的变异规律与影响因素。通过野外样地调查、室内土壤黏粒提取及其黏土矿物的X-射线衍射图谱分析等方法分析黏土矿物组成及相关土壤指标。结果表明:三种利用方式土壤以伊利石(包括结晶好伊利石和结晶差伊利石)为主要矿物,次要矿物为蛭石和高岭石,混层矿物为少量矿物组成。荒草地表层土壤伊利石含量最高(75.8%),分别较农田和林地土壤提高26.4%、23.6%。下层土壤伊利石含量较表层土壤有显著降低,荒草地土壤的降低幅度较大。结晶好伊利石含量表征土壤的风化程度,荒草地、林地、农田土壤矿物的风化作用依次增强。蛭石含量在下层土壤的差异显著且较表层土壤含量高,含量由高到低依次为荒草地、农田、林地。荒草地土壤有机碳含量和钠质分散有机无机复合体含量较林地和农田土壤有显著降低。不同利用方式土壤黏粒中伊利石含量与蛭石含量之间相互转化,受土壤速效钾含量的调控。荒地建议开垦为林地或草地,促进土壤有机碳保持和有机无机复合体形成,抑制黏土矿物在土壤剖面的迁移。     

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。     

耕作年限对棉田土壤颗粒及矿物结合态有机碳的影响

研究耕作年限对棉田土壤颗粒及矿物结合态有机碳的影响.以相应荒地为对照,选取南北疆兰州湾、31团和普惠农场3个典型绿洲不同耕作年限土壤为研究对象,应用物理分组方法研究颗粒及矿物结合态有机碳的变化规律.结果表明:耕作有利于棉田土壤总有机碳的积累,耕作(0～5年)总有机碳增加迅速,年均增加在0.65 g/kg以上;颗粒有机物、有机碳和颗粒有机碳的分配比例在耕作0～10年间增加,较荒地分别增加50.12％,263.64％,79.79％,10年后下降.矿物结合态有机碳含量则随耕作年限的延长递增,矿物结合态有机物含量变化趋势与颗粒有机物相反.土壤有机碳在耕作1～10年增加,有利于土壤质量的提高,是荒漠区土壤碳汇,是合理的耕作年限.     

太白山不同海拔植被带土壤矿物磁性变化规律研究

土壤矿物磁性对环境变化具有重要的指示意义。然而,有关中国中东部东亚季风区内土壤矿物磁性随海拔高度的变化规律的研究和讨论尚不多。我们获取了太白山不同海拔高度5个典型植被带下的表土及土壤剖面样品,测量了这些样品的磁化率(χ_(lf))、频率磁化率(χ_(fd))、非磁滞剩磁(ARM)、饱和等温剩磁(SIRM)、反向磁场等温剩磁(IRM_(-300m T)),探讨了不同植被带中土壤矿物磁性特征及其变化。结果显示:(1)不同植被带下,表土矿物磁性差异显著,χ_(lf)、ARM、SIRM之间表现出良好的相关性,随海拔升高呈降低趋势,而IRM_(-300m T)/SIRM随海拔升高而升高。(2)除栓皮栎林外,其他植被带处的土壤剖面χ_(lf)、χ_(fd)、ARM、SIRM随剖面深度加深而降低,IRM_(-300m T)/SIRM随深度加深而升高;此外,低海拔的栓皮栎林与锐齿栎林处土壤剖面磁性的各个指标远高于高海拔土壤剖面磁性指标。(3)表土总体磁性矿物浓度,较细磁畴的SSD颗粒及亚铁磁性矿物浓度与不同植被带所处温度呈现正相关关系,而与其土壤中的有机质含量呈负相关,但受降雨及坡度影响较小。     

风蚀水蚀交错区黄土粘土矿物特征及环境意义

为理解风蚀与水蚀过渡区黄土的形成特征,采用X射线衍射分析方法,对风蚀水蚀交错区不同黄土剖面的粘土矿物特性及其环境意义进行研究。结果表明:风蚀水蚀交错区黄土粘粒的矿质元素组成以SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO为主,Sa、Sf和Saf分别变动于3.33~6.83,16.71~35.94和2.99~5.58之间,盐基指数ba大部分在0.5~0.8之间,黄土成土过程中没有硅、铝、铁等氧化物的迁移和富集,土壤风化仍然以由粗变细的物理风化为主,化学风化仍然微弱。水蚀风蚀交错区黄土粘土矿物组合与典型黄土一致,以伊蒙混层矿物为主,占50%~55%,其次为伊利石,高岭石稍低,但由于经常处于扰动状态,剖面不同层次之间具有一定的差异。这种粘土矿物组成预示着矿物的形成处于温带半湿润-半干旱的气候条件,土壤发育过程还处于幼年性阶段,并有局部向脱钾阶段过渡,但未达到黄土高原主要土壤的脱钾阶段。     

土壤矿物对汞的吸持特性研究

吸附热力学与动力学试验研究结果表明 ,5种土壤矿物对Hg的吸附容量与吸附强度均表现为MnO2 >Fe2 O3 >膨润土 >高岭土 >CaCO3 。MnO2 对Hg吸附容量大且固持能力强 ,CaCO3 则与之相反。各土壤矿物结合汞的形态分布特征表明各土壤矿物结合汞在不同环境的稳定性及相应数量比例。挥发试验结果表明各土壤矿物结合汞的环境活性 (挥发活性 )大小受土壤矿物对Hg吸附容量与吸附强度制约 ,并与矿物结合汞的形态分布特征相关 ,水溶交换态和酸溶态比例越高则土壤矿物结合汞挥发活性越强 ,碱溶态和残渣态比例越高则土壤矿物结合汞挥发活性相应越弱     

九宫山土壤剖面中黏土矿物的组成特征

以湖北省九宫山的4种垂直地带性土壤为对象,研究其剖面层次的黏土矿物组合和铁、铝氧化物的特征,揭示山地土壤中黏土矿物的变化特点。结果表明,随海拔升高,土壤中黏土矿物类型从以高岭石为主,逐渐变为以14.0?矿物、伊利石及三水铝石为主,有从1︰1型向2︰1型矿物过渡的趋势;不同层次的土壤中黏土矿物类型和相对含量变化明显;土壤随垂直高程的升高,其中游离态铁、铝减小,非晶形和络合态铁、铝增加,各种形态铁、铝氧化物的总量也增加。     

细菌-矿物互作及其复合体在重金属修复中的应用

利用功能细菌辅助植物固定重金属是目前农田土壤污染修复中高效且环境友好的方式,其中细菌与矿物间相互作用广泛存在,包括细菌对矿物的溶解作用、矿物对细菌活性的影响以及细菌-矿物复合体的形成等,并贯穿整个修复过程。一方面,细菌与矿物互作会影响细菌的活性和表面特性,如带电性、表面官能团位点类型及浓度等,进而影响细菌对重金属的生物吸附行为以及辅助植物修复作用的发挥;另一方面,细菌-矿物结合形成的复合体较单一细菌、矿物组分对重金属的固定行为不同,在重金属修复过程中发挥不可忽视的作用。本文综合分析细菌与矿物的结合作用、细菌对矿物的溶解作用以及矿物对细菌活性的影响,阐述细菌-土壤矿物(矿物材料)复合体在重金属污染修复中的应用潜能,为复合体应用于重金属污染土壤环境提供理论依据。     

用四苯硼钠测定钾的新容量法

钾的分析是土壤、肥料、植物灰分、矿物等样品分析中的重要项目,然而惯用的钾分析方法均不够理想。氯铂酸法试剂昂贵;亚硝酸钴钠法近年来虽然有很大的改进,但尚有一些缺点;火焰光度法需要特殊设备。因此,设计出一种既简单又准确的钾分析方法,是当前农业科学研究及土壤肥料实际工作中的一项重要任务。     

吉林省主要耕作土壤中含钾矿物组成及其与不同形态钾的关系

通过化学分析 ,X-射线衍射及镜检法研究了黑土、白浆土、黑钙土等吉林省主要耕作土壤的含钾矿物组成及不同形态钾的含量。结果表明 ,土壤中的含钾矿物以含钾长石和伊利石为主 ,钾长石主要集中在土壤砂粒部分 ,伊利石主要存在于土壤的粘粒部分。土壤的含钾矿物总量约占土壤矿物总量的 1/ 3多些 ,比南方土壤高 ;缓效钾含量丰富 ,供钾潜力大 ;速效钾含量在黑土、黑钙土中较高 ,而在白浆土中稍低。 3种土壤的全钾量与含钾矿物总量、粘粒中伊利石含量与粘粒含钾量、伊利石含量与缓效钾量、细砂中含钾长石含量与细砂中全钾量、缓效性钾与速效性钾之间呈极显著或显著相关。     

土壤中氧化锰矿物的类型及其与土壤环境条件的关系

氧化锰是土壤中的重要物质组成 ,但土壤氧化锰矿物的研究却是土壤氧化物研究中的一个薄弱环节 ,为此本文根据目前国内外有关的研究进展 ,简要论述了土壤中 (及可能存在 )的氧化锰矿物的类型、结构构造特点及与土壤环境条件的关系     

天然多孔矿物材料在土壤改良和土壤环境修复中的应用及研究进展

天然多孔矿物在孔隙结构、吸附特性、离子交换特性、催化特性、微溶效应等多方面呈现明显特殊性和优异性，能够有效地改善土壤微环境和修复污染的土壤。文中对天然多孔矿物及其改性材料在土壤改良和土壤环境修复中的应用及研究进展进行了综合阐述，其中包括天然多孔矿物材料的环境属性、结构化学特性、在土壤改良中应用、在重金属污染土壤修复中应用、在有机物污染土壤修复中应用和在病毒污染土壤修复中应用等多个方面的内容，为天然多孔矿物在土壤环境科学研究中使用提供必要的技术依据。天然多孔矿物的资源特性和环境属性非常适合于我国土壤环境的改良和修复的应用条件，具有重要的研究和经济意义。     

胶质芽孢杆菌对土壤矿物的分解作用及机理研究

应用胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)作分解土壤矿物试验。从土壤矿物经该菌处理前后的表面光滑程度、表面积以及上清液中K、Si离子浓度的变化等方面证明了胶质芽孢杆菌能够分解土壤矿物,并把其中的K、Si从矿物晶格中释放出来。同时还表明胶质芽孢杆菌NS01分解矿物与其生长过程中产生的荚膜多糖与小分子有机酸的复合作用有关。     

凹凸棒石环境矿物材料的制备及应用

机械力改性、物理改性和化学改性是凹凸棒石环境矿物材料制备的3种主要改性方法.机械力改性法和物理改性法工艺简单,化学改性法效率高且在实际生产中应用较多,但仅仅依靠一种改性作用目前尚难以满足环境应用领域对凹凸棒石矿物物理性能和化学性能的要求.因此,深入系统地研究凹凸棒石环境矿物的基本性能,揭示环境矿物的净化机理,提出进一步提高环境矿物净化性能的改性工艺,将有利于进一步扩大其应用领域.     

黄土高原典型土壤矿物固定态铵变化的南北差异

采集从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨陵)等典型土壤剖面0200.cm土层土样,通过测定土样全氮和矿物固定态铵,以阐明黄土高原典型区域土壤全氮和矿物固定态铵及二者比率随地理位置和土层的变异规律,为全面了解黄土高原土壤相对稳定氮库累积提供科学数据。结果表明,不同地理位置、不同土层全氮和矿物固定态铵含量存在显著差异。从南到北全氮和矿物固定态铵呈下降趋势,但各土壤全氮和矿物固定态铵的分布显著不同,全氮含量在060.cm随土层深度增加下降很明显,60120.cm有一定下降,120.cm以下低而稳定。矿物固定态铵在全剖面上的分布比较均匀,随土层深度的变化差异不显著,不同土层间的差异基本在误差范围内,土垫旱耕人为土、黄土正常新成土和干润砂质新成土表层(010.cm)矿物固定态铵平均含量分别为215.807.45、165.808.73和146.501.83.mg/kg,表层以下(10200.cm)平均含量分别为193.409.67、157.145.75和142.025.47.mg/kg。从地理位置分析,干润砂质新成土、黄土正常新成土和土垫旱耕人为土表层(010.cm)矿物固定态铵占全氮的百分比分别为(39.570.78)%、(32.916.82)%和(29.747.01)%;在表层以下所占比例更高,干润砂质新成土10200.cm土壤矿物固定态铵含量占全氮比例为(89.5213.42)%,黄土正常新成土为(59.5213.86)%,土垫旱耕人为土为(47.269.01)%。供试土壤中矿物固定态铵与0.01.mm物理性粘粒含量存在极显著正相关关系,说明物理性粘粒是矿物固定态铵的主要载体;矿物固定态铵与全氮含量也有极显著正向相关性。以上结果揭示,在黄土高原黄土母质上形成的土壤,全剖面矿物固定态铵相对均匀,而有机氮相差较大,两种氮库的这种地理位置和剖面分布特征,是黄土母质形成的必然结果,也进一步支持了黄土高原黄土母质的风成学说;同时也反映了需要对有机氮占全氮比例及矿物固定态铵在全氮中地位的传统观念予以重新评价。