苯胺在有机修饰黏化层塿土中的吸附动力学

以不同比例十六烷基三甲基溴化铵单一修饰(CB)和十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠混合修饰(CB+SDS,简称CS)(土娄)土黏化层土样,采用批处理法通过不同的速度参数研究了修饰土样对苯胺的吸附动力学特征。结果表明,有机修饰能够显著加快土黏化层土样对苯胺的吸附速度、温度的升高可使起始吸附速度加快,但对其他各项速度参数影响不显著;苯胺吸附速度随添加浓度的增大而增大;在20℃和40℃下,总吸附速度Vt、起始吸附速度V0.5、快速吸附速度Vf在低苯胺添加浓度下,总体上不同比例修饰土样对苯胺的吸附速度差异均不显著,而在高苯胺添加浓度下,在5%显著性水平上均具有CB100%修饰土(100CB)>CB50%比例修饰土(50CB)≈CB100%+SDS20%修饰土(120CS)>原土(CK)的高低顺序;苯胺的吸附反应呈现快速反应和慢速反应两个阶段,总吸附反应以快速吸附反应为主,修饰土样快速反应和慢速反应的转折时间(tc)均在3h以内;修饰土样中有机相对苯胺的疏水分配吸附是快速吸附的主要机制,具有吸附质浓度驱动的特征;慢速吸附主要发生在未被修饰的原始土样表面,机制比较复杂。     

苯胺在有机修饰黏化层(土娄)土中的吸附动力学

以不同比例十六烷基三甲基溴化铵单一修饰(CB)和十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠混合修饰(CB+SDS,简称CS)(土娄)土黏化层土样,采用批处理法通过不同的速度参数研究了修饰土样对苯胺的吸附动力学特征。结果表明,有机修饰能够显著加快土黏化层土样对苯胺的吸附速度、温度的升高可使起始吸附速度加快,但对其他各项速度参数影响不显著;苯胺吸附速度随添加浓度的增大而增大;在20℃和40℃下,总吸附速度Vt、起始吸附速度V0.5、快速吸附速度Vf在低苯胺添加浓度下,总体上不同比例修饰土样对苯胺的吸附速度差异均不显著,而在高苯胺添加浓度下,在5%显著性水平上均具有CB100%修饰土(100CB)CB50%比例修饰土(50CB)≈CB100%+SDS20%修饰土(120CS)原土(CK)的高低顺序;苯胺的吸附反应呈现快速反应和慢速反应两个阶段,总吸附反应以快速吸附反应为主,修饰土样快速反应和慢速反应的转折时间(tc)均在3h以内;修饰土样中有机相对苯胺的疏水分配吸附是快速吸附的主要机制,具有吸附质浓度驱动的特征;慢速吸附主要发生在未被修饰的原始土样表面,机制比较复杂。     

有机修饰塿土对苯胺的吸附

以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)单一修饰和CTMAB+十二烷基磺酸钠(SDS)混合修饰塿土耕层和粘化层土样,从吸附实验和热力学角度研究修饰土样对苯胺的吸附特征和机理。结果表明,供试土样对苯胺吸附均呈现100CB>50CB>120CS>CK的高低顺序,耕层修饰后对苯胺的平衡吸附量增大了4.5￣8.57倍,粘化层土样增大了6.0￣18.33倍;温度为40℃时耕层未修饰土样对苯胺的吸附量高于粘化层未修饰土样,20℃时则低于粘化层原土土样,而修饰土样则均呈现粘化层修饰土样对苯胺的吸附高于塿土耕层修饰土样的结果;耕层土样随温度升高苯胺平衡吸附量升高,而粘化层土样则表现出降温有利于苯胺吸附的现象,修饰剂对土样的修饰对苯胺的吸附具有"感温钝化"效应;Henry模型适用于描述苯胺的吸附;修饰土样对苯胺的吸附自由能变均为ΔG<0,属于自发反应,粘化层各土样对苯胺吸附为放热熵减过程,吸附自发性由焓减控制,耕层各土样对苯胺吸附为吸热熵增过程,其吸附自发过程为熵增控制过程;疏水吸附是修饰土样对苯胺吸附的主要机理,但修饰剂对于土壤表面的修饰是不均匀修饰,粘化层土样以物理吸附机制为主,耕层土样则存在化学吸附的机制。     

有机修饰(土娄)土对CrO42-吸附特征的初步研究

以CTMAB（十六烷基三甲基溴化铵）单一修饰和CTMAB＋SDS（十二烷基磺酸钠）混合修饰塿土耕层、粘化层土样，从修饰比例、土层、温度角度探讨了有机修饰塿土对CrO4^2-的平衡吸附特征。结果表明，各供试土样中CrO4^2-平衡吸附量均随CrO4^2-平衡浓度增高而增大，有机修饰土对CrO4^2-的吸附等温线呈现L型等温线形式，原土土样的吸附等温线基本上类似于S型吸附等温线形式，两层次各土样对CrO4^2-的吸附量呈现100CB〉120CS〉50CB〉CK的顺序（100，120，50分别表示修饰比例为100，100＋20，50；CB为CTMAB修饰；cs为CTMAB＋SDS修饰；CK为未修饰原土）；随着平衡浓度的增大，耕层原土对CrO4^2-的吸附能力增加较快而粘化层原土增加较慢，塿土粘化层修饰土样对CrO4^2-的平衡吸附量均高于塿土耕层土样，但修饰比例增高导致两层次土样对CrO4^2-吸附亲和力的差异减小；未修饰原土对CrO4^2-吸附呈现增温效应，粘化层CK土样增温效应高于耕层CK土样，表明增温促进粘粒矿物对CrO4^2-的专性吸附。随平衡浓度的增大，修饰土样CrO4^2-吸附温度效应比值均变化不大，耕层各修饰土样对CrO4^2-吸附呈现增温负效应，而粘化层修饰土样对CrO4^2-吸附的温度效应则与修饰剂和修饰比例有关。     

长链两性修饰土对Cd2＋的吸附动力学

以两性表面修饰剂十八烷基二甲基甜菜碱（BS-18）修饰的塿土土样为研究对象,在Cd2＋单一条件和与苯酚共存的复合条件下,通过不同的速度参数研究了修饰土样对Cd2＋的吸附动力学特征,并对吸附机制进行探讨。结果显示,在20℃和40℃温度下单一、复合两种处理的条件下,不同修饰比例BS-18修饰土样的各速度参数均大于未修饰土样,且总体上均随着修饰比例的增加而增大,表明修饰可以显著加快塿土土样对Cd2＋的吸附速度;吸附反应分为快速反应和慢速反应2个阶段,总反应平均速度Vt由快速吸附反应速度Vf和慢速吸附反应速度Vs共同决定;温度升高,单一处理Cd2＋的总反应平均速度基本不变,复合处理则下降;加入苯酚可以加快Cd2＋的总反应平均速度,40℃时则表现为抑制效应。Cd2＋吸附速度的描述以双常数方程动力学模型为最佳模型,模型参数A、B值可以用来描述吸附速度的大小。     

有机修饰(土娄)土对CrO2-4吸附特征的初步研究

以CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)单一修饰和CTMAB+SDS(十二烷基磺酸钠)混合修饰(土娄)土耕层、粘化层土样,从修饰比例、土层、温度角度探讨了有机修饰(土娄)土对CrO2-的平衡吸附特征.结果表明,各供试土样中CrO2-4平衡吸附量均随CrO2-4平衡浓度增高而增大,有机修饰土对CrO2-的吸附等温线呈现L型等温线形式,原土土样的吸附等温线基本上类似于S型吸附等温线形式,两层次各土样对CrO2-4的吸附量呈现100CB＞120CS＞50CB＞CK的顺序(100,120,50分别表示修饰比例为100,100+20,50;CB为CTMAB修饰;CS为CTMAB+SDS修饰;CK为未修饰原土);随着平衡浓度的增大,耕层原土对CrO2-4的吸附能力增加较快而粘化层原土增加较慢,(土娄)土粘化层修饰土样对CrO2-4的平衡吸附量均高于(土娄)土耕层土样,但修饰比例增高导致两层次土样对CrO2-4吸附亲和力的差异减小;未修饰原土对CrO2-4吸附呈现增温效应,粘化层CK土样增温效应高于耕层CK土样,表明增温促进粘粒矿物对CrO2-4的专性吸附.随平衡浓度的增大,修饰土样CrO2-吸附温度效应比值均变化不大,耕层各修饰土样对CrO2-4吸附呈现增温负效应,而粘化层修饰土样对CrO2-吸附的温度效应则与修饰剂和修饰比例有关.     

有机修饰(土娄)土对CrO_4~(2-)吸附特征的初步研究

以CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)单一修饰和CTMAB SDS(十二烷基磺酸钠)混合修饰土耕层、粘化层土样,从修饰比例、土层、温度角度探讨了有机修饰土对CrO42-的平衡吸附特征。结果表明,各供试土样中CrO42-平衡吸附量均随CrO42-平衡浓度增高而增大,有机修饰土对CrO42-的吸附等温线呈现L型等温线形式,原土土样的吸附等温线基本上类似于S型吸附等温线形式,两层次各土样对CrO42-的吸附量呈现100CB>120CS>50CB>CK的顺序(100,120,50分别表示修饰比例为100,100 20,50;CB为CTMAB修饰;CS为CTMAB SDS修饰;CK为未修饰原土);随着平衡浓度的增大,耕层原土对CrO42-的吸附能力增加较快而粘化层原土增加较慢,土粘化层修饰土样对CrO42-的平衡吸附量均高于土耕层土样,但修饰比例增高导致两层次土样对CrO42-吸附亲和力的差异减小;未修饰原土对CrO42-吸附呈现增温效应,粘化层CK土样增温效应高于耕层CK土样,表明增温促进粘粒矿物对CrO42-的专性吸附。随平衡浓度的增大,修饰土样CrO42-吸附温度效应比值均变化不大,耕层各修饰土样对CrO42-吸附呈现增温负效应,而粘化层修饰土样对CrO42-吸附的温度效应则与修饰剂和修饰比例有关。     

CTMAB对塿土表面的修饰机制

以平衡吸附法研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对塿土耕层·粘化层表面的修饰机制,结果表明,CTMAB在两层次土样上吸附等温线20℃时均呈直线型,40℃时均转变为H型等温线形式·在修饰比例0%～100%CEC区间,土壤表面对CTMAB的亲和力随温度的升高均增加,其吸附具有熵增控制自发性反应的热力学特征,两个温度下,土层吸附CTMAB亲和力之比与土层CEC之比相近;在修饰比例100%～200%CEC区间,土壤表面对CTMAB的亲和力随温度的升高均呈现下降的趋势,呈现放热熵减反应特征,20℃时土层吸附CTMAB亲和力之比与土层CEC之比相近,而40℃时则与土层性质无关。CTMAB在两层次土样上解吸等温线均呈直线型。CTMAB对塿土表面的修饰在100%CEC修饰比例前以离子交换为主,100%后以疏水键结合为主,CTMAB在塿土表面易于吸附但难于解吸,解吸的CTMAB主要是以疏水键形式结合在土壤表面上。     

有机修饰改性土对镉离子的吸附及温度效应

主要研究了以不同比例十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)单一修饰和十六烷基三甲基溴化铵 十二烷基磺酸钠(CTMAB SDS)混合修饰的土耕层、黏化层土样对重金属镉离子的吸附。结果表明:吸附量顺序分别为耕层原土(GCK) >CTMAB5 0 %修饰改性土(5 0GCB) >CTMAB10 0 % SDS2 0 %修饰改性土(12 0GCS) >CTMAB10 0 %修饰改性土(10 0GCB)和粘化层原土(NCK) >CTMAB5 0 %修饰改性土(5 0NCB) >CTMAB10 0 %修饰改性土(10 0NCB) >CTMAB10 0 % SDS2 0 %修饰改性土(12 0NCS)的顺序,表明以表面修饰剂修饰土表面,确实存在着使得镉离子吸附能力减弱的趋势,但并未使修饰改性土完全丧失对于镉离子的吸附能力;吸附等温线可以用Langmuir方程描述;热力学参数的研究表明Cd2 吸附反应是熵增控制的自发性过程,但在探讨吸附自发性和最大吸附量关系时应考虑土壤本身的容量性质。机理研究认为,表面修饰剂对土壤表面的修饰改性是不均匀的,阳离子交换吸附和疏水键键合两种机制的竞争性吸附是修饰改性土壤依然具有对镉离子吸附作用的原因。土耕层各改性土样对Cd2 吸附的温度效应明显高于粘化层土样,证实了耕层对镉离子的化学吸附作用强于粘化层的结果     

萘在土壤上的吸附行为及温度影响的研究

采用批量平衡法研究了多环芳烃萘在塿土耕层土、塿土粘化层土、塿土古土壤、黄壤、紫色土和石灰土上的吸附行为,比较了不同吸附模型方程对实验数据的拟合情况,并探讨了温度对萘在土壤上吸附行为的影响机理及吸附热力学特征。Henry模型、Freundlich模型和deBoer-Zwikker极化模型均能较好地拟合萘的吸附等温线;45℃下的吸附等温线明显地高于25℃的吸附等温线,表现出随温度升高吸附量增大的趋势。Freundlich模型的吸附容量参数Kf和deBoer-Zwikker模型的起始吸附势ε0在两个温度下有极显著的差异;但Freundlich模型的n参数表征了土壤颗粒表面的性质,对温度变化不敏感。在25℃条件下,萘在土壤有机碳上的分配可能是吸附的主要机制,但随着温度增加,吸附机制变得复杂。土壤对萘的吸附是一吸热反应,整个吸附体系中熵增是吸附作用进行的主要驱动力。     

重金属和有机污染物在修饰土中的吸附

Sorption characteristics of both an organic pollutant （phenol） and a heavy metal （cadmium ion） on the clay layer of a Lou soil （Eum-orthic Anthrosol in Chinese Soil Taxonomy） along with the sorption mechanism were investigated using three soil treatments： modification with a cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide added at an amount equivalent to 50% and 100% of the soil CEC （50? and 100?）, modification with an amphoteric surface-modifying agent dodecyldimethylbetaine （commercially known as BS-12） added at an amount equivalent to 50% and 100% of the soil CEC （50% BS and 100%BS）, and an unmodified control （CK）. Results showed that the BS soil treatments increased sorption of both the heavy metal Cd^2＋ and the organic pollutant phenol. The equilibrium sorption amount of Cd^2＋ decreased in the order： 50%BS 〉 100%BS 〉 CK 〉 50? 〉 100?, with the BS soil treatments being about 1.3 to 1.8 times higher and the CB soil treatments about 23% to 41% lower than CK. Both the single-site and two-site Langmuir models could be applied to describe the sorption of Cd^2＋ in each soil treatment. The equilibrium sorption amount of phenol on the soil samples decreased in the order： 100? 〉 50? 〉 100%BS 〉 50%BS 〉 CK, with the CB soil treatments being 41.0 to 79.6 times higher and the BS soil treatments 4.0 to 8.3 times higher than CK. The Freundlich equation could also be used to describe the sorption characteristics of phenol. In the BS soil treatments, both an organophobic long carbon chain and hydrophilic charged groups resulted in a relatively strong sorption ability for both heavy metals and organic pollutants. In addition, the sorption ratio K, the ratio of phenol sorption amount of the modified soil to that of CK, increased initially and decreased later with the amount of phenol added, and the critical sorption ratio Kc, the peak value of the sorption ratio curve plotted against the added phenol concentration, was a good index for evaluating the sorption ability of phenol in the soil.     

Cu^2＋、Zn^2＋复合条件下Cd^2＋在陕西5种土壤中的吸附

通过平衡吸附的方法,研究了Cd2＋在单一及与Cu2＋、Zn2＋复合条件下,在陕西塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并通过多重相关分析探讨了其吸附机制。结果表明,在20、30℃条件下,Cd2＋在各供试土样中吸附等温线总体上呈H或L型等温线形式,黑垆土对Cd2＋总是吸附最强,而砂土的吸附总是最弱;Cd2＋吸附的温度效应呈现升温负效应特征,塿土土样中,Cu2＋的共存对其温度效应影响较大,而在其他4种土样中Zn2＋的共存具有较大影响;Cu2＋、Zn2＋的共存均降低了Cd2＋的吸附量,具有显著的拮抗作用;Freundlich模型是描述Cd2＋吸附等温线最佳模型。相关分析结果表明,Cd2＋在土壤中的吸附主要以电性引力吸附为主,Cu2＋的共存主要和其与土壤有机质之间的络和吸附等化学吸附作用有关,因此其对Cd2＋以化学竞争性吸附的影响相对较弱,而Zn2＋共存吸附与Cd2＋吸附机制类似,因此表现出Zn2＋共存对Cd2＋吸附影响较大的特点。     

草酸对不同土壤中Cd Zn吸附及其交互作用影响的初步研究

研究了草酸对Cd2＋、Zn2＋单一及复合条件下在陕西塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并探讨了草酸的影响机制。结果表明,除在低Zn2＋平衡浓度下,5种土壤中草酸促进了Zn2＋的吸附外,总体上在Cd2＋、Zn2＋单一处理及其复合处理中,草酸降低了土壤对Cd2＋、Zn2＋的吸附。草酸既没有改变塿土、黑垆土吸附能力最强、砂土吸附能力最弱的结果,也没有改变Cd2＋、Zn2＋之间的相互拮抗作用。草酸对Cd2＋、Zn2＋吸附的影响机制主要在于其与Cd2＋、Zn2＋形成络合物。草酸主要通过降低电性引力的方式减弱土壤对Cd2＋的吸附能力,而对于Zn2＋,在低平衡浓度下,草酸对Zn2＋吸附的促进作用来源于在土壤氧化物矿物表面形成少量的三元表面络合物的桥键合效应,在高平衡浓度下,对Zn2＋吸附的抑制作用来源于草酸对土壤有机质化学吸附点位的竞争。对Cd2＋、Zn2＋吸附起决定作用的依然是土壤本身性质。     

长期施肥对稻田土壤活性有机碳和氮的影响

土壤活性有机碳、氮是土壤有机碳、氮中最活跃的组分,在土壤碳、氮循环过程中具有重要作用。以湖南3个长期定位试验点（桃源、宁乡、桃江）为研究对象,分析测定表层土壤MBC、MBN、DOC、DON,研究长期施肥对土壤活性有机碳、氮（MBC＋DOC,MBN＋DON）的影响。结果表明,长期施用化肥及配施有机肥均能提高土壤活性有机碳、氮的含量。与对应的无肥处理（CK）相比,长期单施化肥（NPK）使土壤活性有机碳、氮的提高幅度分别为3.3%~21.0%和3.3%~27.1%,长期有机肥施用提高幅度分别为48.7%~84.8%和17.9%~105.8%,且土壤活性有机碳、氮含量随有机肥施用量的提高而增加,3个试验点活性有机碳大小顺序为桃源〉宁乡〉桃江。土壤活性有机碳与土壤有机碳（SOC）的累积速率呈显著正相关关系（P〈0.05）,而与SOC的含量关系不大。桃源土壤粘粒含量较高可能是土壤SOC累积速率快的主要原因;宁乡和桃江的粘粒含量和有机碳投入量相差不大,桃江较高的初始SOC水平影响了SOC积累速率;桃源和宁乡试验点的土壤活性氮含量相差不大,约是桃江的1.8倍。与土壤全氮（TN）相比,全氮的积累速率与土壤活性氮的关系更为密切,两者间有极显著的相关关系（P〈0.01）。     

丘陵区水稻土Cu污染空间变异的协同克里格分析

针对丘陵红壤区铜冶炼厂周围水稻土污染区（1.40km^2）,在景观尺度上,采用协同克里格方法,研究了影响表层土壤Cu含量空间分布预测的辅助因子。基于空间自相关性、间距、长轴方位角以及各种预测误差,评价了辅助变量（包括秸秆全Cu含量StrawCu、籽粒全Cu含量GrainCu、土壤全Cd含量Cd、土壤pH、土壤有机质OM、高程H）对表层土壤Cu含量分布预测精度的影响。结果表明,单辅助变量的协同克里格预测值与实测值相关系数的大小顺序为Cu/Cd〉Cu/H〉Cu/StrawCu〉Cu/GrainCu〉Cu/OM、Cu/pH,而多辅助变量协同克里格预测的相关系数大小顺序为Cu（/Cd,StrawCu）〉Cu（/Cd,StrawCu,H）〉Cu（/Cd,StrawCu,GrainCu）〉Cu/（StrawCu,GrainCu）〉Cu（/Cd,H）。与土壤全Cu含量的普通克里格插值精度相比,利用表层土壤全Cd含量、水稻秸秆全Cu含量、高程作为辅助变量与水稻土表层全Cu含量进行协同克里格插值可以显著提高预测精度;但水稻籽粒全Cu含量作为辅助变量对预测精度影响不显著;而土壤有机质含量和土壤pH作为辅助变量反而降低了预测精度。在对表层土壤全Cu含量分布的多辅助变量协同克里格预测中,表层土壤全Cd含量和水稻秸秆全Cu含量的影响最大,其次是高程,水稻籽粒全Cu含量不能提高对表层土壤全Cu含量分布的预测精度。