土壤对重金属离子的竞争吸附

本文研究了理化性质不同的黄棕壤、红壤和砖红壤对Zn、Ni、Co的竞争吸附。采用含有不同重金属离子量的0.05molL^₁Ca(NO₃)₂溶液平衡,pH为5.5。结果表明,其吸附量的顺序:黄棕壤>砖红壤>红壤。对各离子的选择性为:Zn>Ni≥Co。竞争吸附的机制与非竞争吸附有明显的不同。其特征首先表现在吸附量上,竞争吸附要比非竞争吸附高得多。特别明显的,土壤去掉游离氧化铁后其吸附量不但不降,反而有不同程度的增加,Zn²⁺表现尤为突出;影响吸附量很大的陪伴阴离子作用受到严重抑制;反映土壤与重金属离子间作用能力大小的pH₅₀的变化符合吸附等温线的特点。其次根据土壤对重金属离子的吸附和解吸的情况,可以认为,红壤胶体表面吸附位数量远不及黄棕壤和砖红壤,但高能吸附位的比例高。     

几种土壤的Zn—Ca交换平衡

本文就黄棕壤、红壤、砖红壤的Zn—Ca交换平衡进行了初步研究。结果表明:三种土壤对Zn²⁺离子的选择性是:黄棕壤>红壤≥砖红壤。选择系数(K_c)随着土壤粘粒表面上Zn²⁺离子饱和度的增加而下降;随着温度的上升而增加。从曲线的形状看,可以认为黄棕壤粘粒表面存在两种能量不同的吸附位,一种对Zn²⁺离子具有较强的亲和力,另一种则要差。在体系中Zn²⁺离子交换Ca²⁺离子过程中,△G⁰受△H⁰的影响远比△S⁰要大。这在黄棕壤里表现尤为明显。从热力学参数△G⁰、△H⁰、△S⁰的变化情况看,黄棕壤对Zn²⁺离子特别偏好,结合得也较紧。红壤和砖红壤则无法比拟,这可能与土壤粘粒矿物类型及表面性质有关。     

土壤对铜离子的专性吸附及其特征的研究

供试土壤专性吸附铜的等温线均符合Langmuir方程。红壤吸附量最低,砖红腹与黄泥土最大吸附量相近,但在铜浓度低时砖红壤吸铜量远低于黄泥土,而在高浓度则反之。土壤专性吸附铜是在溶液中Na⁺浓度比Cu²⁺高8.3—100倍条件下,Na⁺离子仍不足以与之竞争的那些专性吸附点所吸持的铜。按其解吸条件区分为松结合铜(可为N NH₄Cl解吸)和紧结合铜(仅能为0.1 N HCl解吸)两种。紧结合铜受平衡溶液铜浓度影响很小,所占据的吸附点对Cu²⁺有较强亲和力。松结合铜则随平衡铜溶液浓度增大而增加,符合Langmuir方程。对于砖红壤和黄泥土,在铜浓度低时紧结合铜>松结合铜;浓度高时则反之。红壤专性吸附铜始终以松结合铜为主。三种土壤比较,紧结合铜是砖红壤>黄泥土>红壤;松结合铜则是黄泥土>砖红壤>红壤。造成这些差别的原因可能与土壤性质、氧化物、有机质和粘土矿物组成等不同有关。用平衡法研究三种土壤专性吸附铜在不同浓度NH₄Cl和HCl溶液中的解吸表明,可进一步区分为三或四种不同的结合状况。红壤对铜吸附容量最小,且最易解吸。     

我国几种主要土壤胶体的NH4+吸附特征

本文讨论我国几种主要土壤胶体的NH₄⁺吸附特征。土壤胶体对NH₄⁺的吸附符合两种表面Langmuir方程。土壤胶体对NH₄⁺的结合能力强弱顺序是:黄棕壤>黑土、(土娄)土>红壤>砖红壤,而NH₄⁺的解吸率大小顺序与此相反。Langmuir吸附方程参数K₁与土壤胶体的粘粒矿物组成有关,并与土壤胶体对NH₄⁺的相对偏好性(A值)呈正相关。Langmuir参数(M₁+M₂)与土壤胶体的CEC呈正相关,去有机质(OM.)前后△K₁与△OM.呈反相关。去有机质可增加土壤胶体对NH₄⁺的偏好性。土壤胶体的NH₄⁺吸附和解吸特征决定于其组成和表面性质,并受有机无机复合作用的影响。永久电荷吸附位对NH₄⁺的偏好性较强,而可变电荷吸附位则较弱。     

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。     

可变电荷土壤对SO42-的吸附

本文研究了三种带可变电荷的红壤在恒定pH和Cl^-离子存在条件下对SO₄^2-的吸附.三种红壤的OH^-释放量分别仅占SO₄^2-吸附量的12%,14%和20%.砖红壤在pH5.0时的电荷变化占所吸附的SO₄^2-的64-82%.作者认为大部分SO₄^2-以置换水合基的方式被吸附.     

土壤电化学性质的研究——Ⅹ.红壤胶体的表面性状和离子专性吸附对表面电荷性质的影响

根据可变电荷和永久电荷共存的土壤体系的模式,研究了一个砖红壤和一个红壤胶体的表面电荷特性。由于两种土壤胶体的矿物成分和铁铝氧化物的含量不同,砖红壤胶体的pH。值、ZPNC和IEP都高于红壤胶体者。红壤胶体的永久负电荷量多,其pH₀与ZPNC的差值也大。土壤加3%的有机质淹水培育4个月后,胶体的腐殖质含量增加不足0.5%,对胶体的pH₀的影响不明显。砖红壤胶体用磷酸盐或硅酸盐处理后,表面正电荷减少,负电荷增多,pH₀值和IEP都降低。磷酸盐的效应较硅酸盐为甚。不同浓度的KCl溶液中存在少量SO₄^2-时,砖红壤胶体的正电荷减少,负电荷增加,ZPNC和pH₀值降低;如存在少量Ca²⁺,则pH₀值升高。以单一的K₂SO₄、为支持电解质时,pH₀值较KCl者为高。     

微塑料输入与秸秆添加对潮土和黄棕壤氮淋溶的影响

为探究微塑料输入与秸秆添加对农田土壤氮淋溶的影响，以潮土和黄棕壤为研究对象，每种土壤各设置8个处理，包括对照（CK）、低量微塑料（PE1）、中量微塑料（PE2）、高量微塑料（PE3）、秸秆（S）、秸秆+低量微塑料（S+PE1）、秸秆+中量微塑料（S+PE2）、秸秆+高量微塑料（S+PE3），研究了添加秸秆与不添加秸秆条件下，不同微塑料输入量对土壤氮淋溶的影响。结果表明，仅添加微塑料条件下，与对照（CK）相比，潮土PE1、PE2、PE3处理总氮（TN）淋溶量均无显著差异，黄棕壤仅PE1处理显著增加了TN淋溶量。在添加秸秆（S）处理中，与对照（CK）相比，潮土添加秸秆后显著降低了硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）、TN淋溶量，分别降低了31.15%、13.45%、15.26%，黄棕壤添加秸秆后显著增加了TN淋溶量，增加了22.56%。添加秸秆处理相较于不添加秸秆处理，潮土各浓度微塑料输入下NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN的累计淋溶量呈降低趋势，而黄棕壤低量微塑料输入降低了TN淋溶量，高量微塑料输入增加了TN淋溶量。偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析表明，在潮土中添加秸秆主要通过影响淋溶液pH和NO₃^--N淋溶量影响氮素淋溶，微塑料添加量对氮淋溶无显著影响；在黄棕壤中添加秸秆主要通过影响淋溶液NO₃^--N、NH₄⁺-N淋溶量影响氮淋溶，微塑料添加量主要通过影响淋溶液NH₄⁺-N淋溶量影响氮淋溶。研究结果可为农田土壤微塑料污染风险的管控及减少土壤氮素的淋失提供依据。     

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     

用电导频散法研究Cl-、SO42-和H2PO4-阴离子与土壤的相互作用

本文介绍了采用电导频散装置测量分别含有10^-4mol/LHCl、5×10^-5mol/L H₂SO₄和10^-4mol/L H₃PO₄的黄棕壤、棕壤、黑土和砖红壤悬液(20-30g/kg)的电导频散曲线,频散曲线上均呈现频率范围相当宽的坪区,频散曲线的特性分析结果表明,黄棕壤和棕壤在3种酸溶液中的始散频率(0.6-1kHz)低于黑土悬液(16-28kHz),而砖红壤的始散频率最高(25-47kHz;Cl^-、SO₄^2-和H₂PO₄^-离子与4种土壤的相对亲合力(REC_1.5/REC_tp-1)顺序为Cl^- < SO₄^2- < H₂PO₄^-,在不同土壤之间的顺序则随酸溶液而异.     

土壤对镉的吸附与解吸——Ⅰ.土壤组份对镉的吸附和解吸的影响

采用选择溶解法研究了有机质、游离铁、无定型硅、铝等土壤组份对青黑土、黄棕壤、红壤和砖红壤胶体吸附和解吸Cd的影响。结果表明,去除有机质后胶体吸附Cd减少,这可能是由于交换吸附的减少所致;游离铁的去除使得黄棕壤、红壤和砖红壤的吸附量显著减少,显示了在这些土壤中游离氧化铁专性吸附的重要性;随着无定形铝含量的上升,吸附量下降,这是因为铝离子占据了高能量的吸附位。经不同处理后的土壤胶体,其Cd的解吸顺序(解吸%)大致为:去无定型硅、铝者>去游离铁者>去有机质者>原胶体,但在不同土壤和不同pH条件下该顺序略有差别。研究结果为控制和改造土壤Cd污染提供了理论依据。     

硫酸根离子添加顺序对可变电荷土壤吸附铜离子的影响

研究了SO2-4添加顺序对三种可变电荷土壤(昆明铁质砖红壤、徐闻砖红壤和江西红壤)吸附Cu2+的影响,作为对照,也研究了其对恒电荷土壤(黄棕壤、棕壤)以及两种不同矿物(高岭石与针铁矿)吸附铜离子的影响。实验结果表明,在同等条件下,SO2-4添加顺序对两类表面性质不同的土壤吸附Cu2+有着不同的影响。对于恒电荷土壤,SO2-4添加顺序对土壤吸附Cu2+几乎没有影响。同等pH条件下,对可变电荷表面而言,加入CuSO4者具有最高的Cu2+吸附率;对昆明砖红壤、徐闻砖红壤以及针铁矿和高岭石而言,先加入Cu2+者相对先加入SO2-4者Cu2+吸附率更高;对江西红壤而言,上述这个次序则刚好相反。SO2-4浓度和有机质去除对同等pH条件下铜离子吸附率高低的排序并无实质性影响。     

SO42-和Cl-对稻田土壤养分及其吸附解吸特性的影响

利用长期定位试验 ,比较了长期施用含SO₄^2-和Cl^- 化肥 22年后稻田土壤的 pH值、养分状况及其吸附解吸特性。结果表明 ,长期施用含SO₄^2-化肥 ,土壤有机质、速效氮和速效钾的含量较高 ,但全量氮磷钾的含量较低 ;长期施用含Cl^- 化肥 ,土壤全量氮磷钾和速效磷的含量较高 ,但pH值相对较低。长期施用含上述二种阴离子的化肥后 ,土壤对H₂PO₄^-的最大吸附量均较大 ,且在Cl^- 处理下土壤对H₂PO₄^-吸附的结合能较大 ,而SO₄^2-处理下土壤在同等吸附量时对H₂PO₄^-的解吸量相应较多。长期施用含SO₄^2-的化肥亦使土壤对钾素的供应强度较大 (ΔK0的绝对值较大 )、缓冲能力增强 (AR0值较高 ) ,而长期施用含Cl^- 的化肥时则与SO₄^2-相反     

中南地区几种地带性土壤的胶体表面性质与14×10-10m矿物

本文研究了中南地区不同纬度带花岗岩母质发育的黄棕壤、红壤、砖红壤的胶体表面性质与粘土矿物组合、14×10^-10m矿物、氧化物的关系。结果表明:(1)黄棕壤、红壤、砖红壤粘粒的阳离子交换量、比表面和内表面占总表面的比例依次减小,这与其高岭石、粘粒氧化物含量依次增加,14×10^-10m矿物含量依次减少有关,且也与14×10^-10m矿物在黄棕壤中主要是蛭石,在红壤中主要是14×10^-10m过渡矿物,砖红壤不含14×10^-10m矿物的结论相符合。(2)在其他矿物类型和含量相近下,14×l0^-10m矿物是蛭石的土壤与14×10^-10m矿物是14×10^-10m过渡矿物的土壤相比,前者的阳离子交换量、比表面、内表面占总表面的比例比后者高些,但土壤的活性酸度弱些,交换性铝含量比后者低些。     

蚯蚓粪的NH4+吸附等温线与DTA曲线特征

本文研究了南宁三种饲料人工饲养的蚯蚓的蚯蚓粪(简称蚓粪)对NH₄⁺的吸附等温线,并与武功的蚓粪作比较。蚓粪对NH₄⁺的吸附一般大于土壤对NH₄⁺的吸附,南宁蚓粪又大于武功蚓粪。蚓粪吸附NH₄⁺量的多少与其中有机质含量有关,特别与其中中温放热反应的有机质(即易于分解的有机质)呈正相关。不同饲料组成对蚓粪吸NH₄⁺等温线的参数影响不同。在Langmuir方程中与结合能常数有关的K值的次序为:纯牛粪>牛粪+烂橙果>牛粪+草菇培养基脚料而与最大吸附量有关的M值的次序为:牛粪+烂橙果>纯牛粪>牛粪+草菇培养基脚料而以K与真M的总的效应表示的b值的次序为:纯牛粪>牛粪+烂橙果>牛粪+草菇培养基脚料因此,牛粪不仅是一个良好的蚯蚓饲料,并且可使蚓粪具有良好的保NH₄⁺力,成为一种有效的吸附剂。     

胡敏酸对土壤和矿物粘粒分散的影响

研究了土壤胡敏酸(Humic acid)对红壤和黄棕壤以及高岭矿和蒙脱矿粘粒分散的影响。研究结果表明：土壤HA对Na⁺饱和的土壤及矿物粘粒分散作用很大。用H₂O₂除去土壤有机质后,粘粒分散明显下降。然而,添加少量HA后,又能显著地提高粘粒的分散性。这种现象在两种土壤中,红壤表现更为突出。Na⁺饱和的高岭矿粘粒分散性很差,而蒙脱矿粘粒分散性很强,这与它们所带电荷量有关。但是,添加少量HA后,高岭矿粘粒分散性急剧提高,而蒙脱矿的变化却很小。试验结果进一步表明：有机质HA对土壤和矿物粘粒分散作用受矿物类型的影响。     

土壤砷吸附及砷的水稻毒性

在砖红壤、红壤和黄棕壤上的试验结果表明，砖红壤对Ａｓ＾５＋和Ａｓ＾３＋的吸附最强，红壤次之，黄棕壤最弱，但土壤中砷对水稻的毒性却以砖红壤最大，红壤次之，黄棕壤最小，表明土壤砷对植物的毒性，未必受土壤吸附性能所制约。     

镁对土壤某些理化性质的影响

本文研究了镁离子在土壤中的吸附特性和交换性镁对土壤某些物理性质的影响。试验结果表明:镁盐阴离子对镁离子侵入土壤吸收复合体能力的影响为:CO₃^2->SO₄^2->Cl^-。在低浓度下,Mg²+在Na⁺陪伴下较其单独存在时更易被含MgCO₃的石灰性土壤吸附。在混合盐溶液中,当盐渍度和SAR一定时,Na⁺在Na⁺-Mg²⁺体系中比在Na⁺-Ca²⁺体系中更易被土壤吸附。当ESP一定时,随着土壤吸收复合体中交换性镁百分率(EMP)的增加,分散系数逐渐增加,饱和导水率和毛管水上升高度逐渐降低,当EMP>60%时,不再发生变化。随着ESP的增加,交换性镁的不良影响逐渐变小。     

土壤和粘粒矿物对亚硒酸盐的吸附和解吸

本文研究了三种土壤(砖红壤、红壤和黄棕壤)、高岭土和两种合成氧化铁(无定形氧化铁和针铁矿)对亚硒酸盐的吸附和解吸作用。讨论了亚硒酸盐的吸附特征,以及土壤中氧化铁对亚硒酸盐吸附和解吸的影响,根据实验资料与吸附等温方程式的拟合情况,作者认为以Freundlich和Langmuir公式为宜。此外,供试样品对亚硒酸盐的吸附和解吸结果表明,Se的吸附量随Se的添加量的增加而增加,但由于矿物组成各异,吸附量的差异显著。其吸附量的大小顺序为:无定形氧化铁>针铁矿>砖红壤>红壤>黄棕壤>高岭土;而被吸附Se的解吸能力则是高岭土>黄棕壤>红壤>砖红壤>针铁矿>无定形氧化铁。实验结果还表明,在各种矿物组成中,亚硒酸盐的吸附和解吸受氧化铁的影响很明显,三个土壤样品的吸附等温线都表现出氧化铁在初始阶段对亚硒酸盐吸附快而强烈的特征,而在去除氧化铁以后,这一特征也随之消失,硒的吸附量显著降低,而解吸率则明显上升。     

昆明地区不同母质对红壤发育的影响

昆明地区位于云南省中部,为我国西南高原红壤的主要分布区。关于本区土壤形成过程及发生分类等同题,虽然曾有人做过不少工作,但至今仍存在着一些分歧;有人认为本区土壤的形成过程以砖红壤化为主,土壤类型为砖红壤及铁质砖红壤性土^[1,2];有人认为棕壤化为本区土壤的主要成土过程,土壤应命名为棕色森林土^[4];另有人认为本区土壤属红壤,目前的成土过程为红壤化^[5],所有这些意见,均因资料不足而难取得统一。