土壤腐殖酸与碳酸盐相互作用过程研究

以湖北省九宫山土壤腐殖酸和合成的方解石(CaCO3)为研究对象,对比分析胡敏酸(JGHA)和富里酸(JGFA)与方解石的吸附与溶解过程,结合对吸附前后物质的表征,探讨二者间的作用特征及影响因素。结果表明:方解石选择性吸附相对分子质量较高、结构较复杂的腐殖酸组分,且吸附过程符合Langmuir方程(R~20.95)。JGHA相对分子质量大,在方解石表面的吸附量大于JGFA,但吸附密度远小于JGFA。方解石对JGHA和JGFA的吸附量随pH值的升高而减小,表明吸附过程具有pH依赖性;方解石吸附JGHA的pH依赖性强于JGFA,且pH依赖性随腐殖酸浓度的增大而增强。疏水性强的JGHA分子吸附于方解石表面而抑制其溶解,相对分子质量小、酸性官能团含量高的JGFA促进方解石的溶解;JGHA和JGFA对方解石溶解的影响随腐殖酸浓度的增大而增强。本研究表明,干旱、半干旱区含碳酸盐土壤中有机碳的吸附固定与稳定性、无机碳的溶解与沉淀取决于土壤有机质的分子特性及官能团组成。     

萘和p，p′-DDE在典型包气带介质上的吸附动力学及吸附-解吸特征

选取3种典型包气带土壤为吸附剂,萘和p,p'-DDE为吸附质,研究了其吸附动力学特征及吸附解吸规律.实验结果显示,初始浓度越大,吸附到达平衡所需时间就越短.数据拟合结果表明,单一级次的动力学方程难以描述两种吸附质的吸附动力学特征,分析认为土壤对有机污染物的吸附过程不是单一反应,而是有机污染物在无机矿物、无定型有机碳和凝聚型有机碳上同时进行吸附反应的复合结果.萘与p,p'-DDE的吸附、解吸过程均表现出非线性,Freundlich方程的吸附指数n在不同程度上偏离1;两种污染物在土样中的吸附过程不完全可逆,Kow、初始浓度以及土壤有机碳含量(foc)的差异都影响其在土壤不同组分上的吸附百分比,进而影响解吸率.萘更多地吸附在无机矿物表面及无定型有机碳上,随着初始浓度的增大(37.7～780.9μg·L-1),解吸率可从10%左右增至近85%;而当初始浓度为37.7 μg·L-1时,随foc的增大(0.01%～0.65%),解吸率由12.39%降至3.90%.p,p'-DDE则更多地吸附在凝聚型有机碳上,解吸率随浓度的变化(11.0～275.1μg·L-1)仅在1%～5%内波动,当初始浓度为11.0 μg·L-1时,解吸率随foc的增大由4.49%降至1.06%.两者解吸率都和foc呈负相关关系.     

Pb(Ⅱ)在天然土壤纳米颗粒上的吸附-解吸:pH和离子强度的影响

选择提取自四种典型土壤的天然纳米颗粒作为吸附材料,研究了p H及离子强度(IS)对Pb(Ⅱ)在四种天然纳米颗粒上的吸附-解吸的影响,旨在为有效地控制土壤铅的环境行为提供依据。结果表明:在低p H时,四种土壤纳米颗粒Pb(Ⅱ)吸附量随p H的增大而增大,当p H5后吸附量达到最大且趋于稳定。相同初始浓度下,四种吸附材料对Pb(Ⅱ)的吸附能力依次为黄绵土纳米颗粒塿土纳米颗粒风沙土纳米颗粒黑垆土纳米颗粒。且四种土壤纳米颗粒的吸附量与离子强度(IS)有关,当IS为0.01 mol·L~(-1)Na Cl时,Pb(Ⅱ)吸附量最大,而0.1 mol·L~(-1) Na Cl时吸附效果最差,吸附在低IS时形成内表面络合物,高IS时形成外表面络合物。Pb(Ⅱ)解吸率随p H的增大而减小,p H为3时解吸率最大,p H5后四种土壤纳米颗粒的解吸率降低。在不同IS的解吸液中,IS越大Pb(Ⅱ)的解吸率越大,解吸液为蒸馏水时解吸率最小。四种土壤纳米颗粒解吸率大小顺序为风沙土纳米颗粒塿土纳米颗粒黑垆土纳米颗粒黄绵土纳米颗粒。     

环境中尿素等4种物质对土壤中磺胺间甲氧嘧啶吸附的影响

在实验室条件下,采用振荡平衡法研究磺胺间甲氧嘧啶(SMM)在土壤中的吸附行为,以及尿素、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和腐殖酸(HA)对吸附的影响。结果表明,SMM在土壤中的吸附分配系数Kd为18.9 mL.g-1,有机碳吸附常数KOC为466.2 mL.g-1,具有一定的移动性。50 mg.L-1尿素和阴离子表面活性剂SDBS可降低土壤对磺胺间甲氧嘧啶的吸附量,增大其在土壤中的移动性;500 mg.L-1尿素、阳离子表面活性剂CTMAB和腐殖酸(HA)也可增大SMM在土壤中的吸附。     

Ti(Ⅳ)在新疆某石化企业周边农田土上的吸附特性

为明确钛在土壤中的吸附机理,采用静态批量法研究吸附时间、溶液初始p H、Ti(Ⅳ)初始浓度和温度等因素对新疆某石化周边农田土吸附Ti(Ⅳ)的影响,并对其吸附热力学和动力学特征进行探讨。结果表明,供试土壤对Ti(Ⅳ)的吸附在10 h后基本达到平衡。溶液p H小于4时土壤对Ti(Ⅳ)的吸附量较小,p H在4~7区间内吸附量逐渐增大。吸附量随着溶液中Ti(Ⅳ)初始浓度的增大和温度的升高而增加,当温度为298 K,初始浓度为1 000mg·L-1时达到最大饱和吸附量。各因素的影响程度从高到低依次为初始浓度、吸附时间、p H及温度。准一级动力学方程能较好的描述供试土壤对Ti(Ⅳ)的吸附动力学过程,Freundlich等温吸附方程对Ti(Ⅳ)在供试土壤上的吸附量拟合较好。热力学函数ΔG,ΔH和ΔS数据表明该吸附过程是一个自发的,以物理吸附为主的吸热反应。     

氧化铁/水界面Cd吸附研究:CD-MUSIC模型模拟

以针铁矿和赤铁矿为研究对象,研究p H、Cd浓度等对不同类型氧化铁Cd吸附行为的影响,构建氧化铁Cd吸附的CD-MUSIC模型,并分析氧化铁表面Cd的形态分布特征。结果表明:氧化铁表面Cd吸附量和吸附密度均随p H升高、Cd浓度增大而增大。针铁矿对Cd的吸附量和吸附密度显著高于赤铁矿。CD-MUSIC模型能准确模拟Cd在氧化铁/水界面的吸附特征,拟合结果表明Cd主要以(Fe OH)2Cd+1、(Fe OH)2Cd OH0两种形态吸附在氧化铁表面,其在针铁矿和赤铁矿表面亲和常数(lg KCd)分别是7.3、12.8和6.1、11.0。Cd的形态分布受p H的影响显著,但几乎不受Cd浓度的影响。p H 5.0和7.0时,针铁矿的Cd形态分布与赤铁矿相似,(Fe OH)2Cd+1是主要吸附形态。p H 9.0时,针铁矿上超过80%的Cd以(Fe OH)2Cd OH0形态存在。赤铁矿上,Cd浓度较低时,(Fe OH)2Cd+1是主要吸附形态;随Cd浓度增大,(Fe OH)2Cd+1和(Fe OH)2Cd OH0所占比例均逐渐接近50%。     

富啡酸对石灰性潮土中磷吸附-解吸及其对锌次级吸附-解吸的影响

通过吸附和解吸试验,研究了富啡酸(Fulvic acid,FA)对石灰性潮土中磷吸附-解吸的影响,并进行了吸附富啡酸和磷后对锌次级吸附-解吸的影响.结果表明:同时吸附不同磷和富啡酸后,土壤对磷的吸附量随磷初始浓度的增加而增加,而随富啡酸吸附初始浓度的增加而降低;石灰性潮土磷等温吸附曲线用Langumir方程式描述时,土壤对磷的吸附反应常数K、最大吸附量Xm、最大缓冲容量K×Xm均随富啡酸初始浓度的增加而降低;KNO3、KOH、HCl对吸附磷的解吸量所占比例及磷的总解吸量均随富啡酸浓度的增加而增加.土壤对Zn2+的吸附率随磷和富啡酸吸附初始浓度的增加而降低;而其解吸率随磷和富啡酸吸附浓度的增加而增加,说明磷和富啡酸减少了土壤对Zn2+的吸附,且增加了其在土壤中的解吸量.所以,石灰性潮土中富啡酸提高了土壤中磷的有效性,而且磷和富啡酸提高石灰性土壤中锌的有效性.     

包头尾矿库区土壤对稀土元素的吸附实验研究

本文运用静态吸附法,研究了包头尾矿库区土壤对稀土元素的吸附特征。实验结果表明,该地区土壤对稀土元素的等温吸附过程用Freundlich吸附方程描述最佳,该吸附属于非均相吸附;吸附动力学符合准2级动力学方程;吸附量随温度升高而增大,说明土壤对稀土元素的吸附是一吸热过程;吸附量随溶液p H的增加而增大;吸附也受溶液中共存阳离子的影响,其抑制土壤对稀土元素的吸附,影响为:Ca2+Fe3+Na+。     

不同pH值紫色土对NH_4~+的吸附动力学（英文）

研究了不同p H值条件下紫色土对NH4+的吸附/解吸性能。结果表明:3种p H值的紫色土对NH4+的吸附量和解吸量均随着加入NH4+浓度的增大而增大,其中p H值为6.0的紫色土的最大吸附量是10.3 mg/g,最大解吸量是7.96 mg/g;p H值为7.2的紫色土的最大吸附量是12.8 mg/g,最大解吸量是4.62mg/g;p H值为8.0的紫色土的最大吸附量是13.5 mg/g,最大解吸量是2.23 mg/g。Freundlich方程能很好地描述紫色土对NH4+的等温吸附动力学过程,其R值均在0.95以上。该研究表明紫色土对NH4+的吸附属于不均匀表面的多分子层吸附。     

不同pH值紫色土对NH_4~+的吸附动力学

研究了不同p H值条件下紫色土对NH+4的吸附/解吸性能。结果表明:3种p H值的紫色土对NH+4的吸附量和解吸量均随着加入NH+4浓度的增大而增大,其中p H值为6.0的紫色土的最大吸附量是10.3 mg/g,最大解吸量是7.96 mg/g;p H值为7.2的紫色土的最大吸附量是12.8 mg/g,最大解吸量是4.62 mg/g;p H值为8.0的紫色土的最大吸附量是13.5 mg/g,最大解吸量是2.23 mg/g。Freundlich方程能很好地描述紫色土对NH+4的等温吸附动力学过程,其R值均在0.95以上。本研究表明紫色土对NH+4的吸附属于不均匀表面的多分子层吸附。     

pH 对土壤及其组分吸附和解吸镉的影响研究进展

综述pH对土壤和土壤组分吸附和解吸镉的影响研究进展。大量吸附实验研究结果表明,土壤及其组分对镉的吸附随pH增大而增加,pH通过影响Cd2 水解、Cd2 与H 交换作用、吸附表面类型和吸附表面电荷等影响镉的吸附,pH与镉的吸附量间存在密切关系。pH对土壤和土壤组分对镉解吸的影响因提取剂类型不同而呈现不同的趋势,单一无机盐或无机酸提取剂下镉的解吸随pH增大而降低,无机盐加有机酸提取剂下镉的解吸量变化趋势又因pH值和有机酸浓度以及有机酸与镉的络合能力不同而不同。     

pH对土壤及其组分吸附和解吸镉的影响研究进展

综述pH对土壤和土壤组分吸附和解吸镉的影响研究进展。大量吸附实验研究结果表明,土壤及其组分对镉的吸附随pH增大而增加,pH通过影响Cd2+水解、Cd2+与H+交换作用、吸附表面类型和吸附表面电荷等影响镉的吸附,pH与镉的吸附量间存在密切关系。pH对土壤和土壤组分对镉解吸的影响因提取剂类型不同而呈现不同的趋势,单一无机盐或无机酸提取剂下镉的解吸随pH增大而降低,无机盐加有机酸提取剂下镉的解吸量变化趋势又因pH值和有机酸浓度以及有机酸与镉的络合能力不同而不同。     

炭化温度对牛粪生物炭结构性质的影响

以牛粪为原料,在不同炭化温度下(200、300、400、500、600、700 ℃)采用热裂解法制备生物炭,借助扫描电子显微镜、元素分析仪、比表面积分析仪,结合Boehm滴定法、碘吸附及亚甲蓝吸附等,对所制得的牛粪生物炭的形貌特征、元素组成、比表面积、孔径、表面官能团和吸附性能等进行分析。结果表明:随着炭化温度升高,产率和挥发分含量降低,灰分和固定碳含量升高,pH值增加,制得生物炭的形貌特征更有规则且孔隙更加紧密。适当的升高炭化温度有利于孔隙的形成及微孔数量的增多,比表面积和孔容逐渐变大,而孔径逐渐减小。随炭化温度升高,牛粪生物炭的C含量增加,而H、O含量减小,N含量先增加后减小,H/C、(O+N)/C和O/C均下降,说明制得生物炭的芳香性和结构稳定性增强,但极性和亲水性减弱。表面官能团中羧基含量随炭化温度升高先增加后降低,羰基含量持续增加,而内酯基、酚羟基含量、酸总量和表面含氧官能团总量逐渐降低。碘吸附值和亚甲基蓝吸附值随炭化温度升高先增加后减小,在600 ℃下吸附值最大。     

酸性条件下可变电荷土壤对铜吸附动力学特征

用自行设计的动力学装置,研究了酸性条件下Cu在可变电荷土壤表面的反应动力学吸附特征.结果表明,在酸性条件下,Cu吸附过程分为快反应和慢反应.从一级动力学方程拟合的参数可知,3种土壤的最大吸附量依次为砖红壤>赤红壤>红壤,Cu最大吸附量随酸度增加显著下降;用Elovich方程和抛物线扩散方程常数b值,解释离子的表观扩散速率,3种土壤的b值依次为砖红壤>赤红壤>红壤,且随酸度的增大而降低.从相关系数的比较看,Elovich方程在描述Cu的吸附数据比一级动力学方程和抛物线扩散方程要差.在Cu吸附过程中,pH为5.5和4.3时,红壤和赤红壤流出液中有质子释放,质子的释放可能涉及铜离子的水解;而砖红壤在pH为5.5有质子的释放,pH4.3时有质子的消耗.当原液pH为3.3和3.8时,都存在质子的消耗.3种土壤H+的消耗过程有较大的区别,砖红壤上快速消耗H+量远远大于红壤和赤红壤.反应初期,H+质子的消耗是快速反应,主要包括土壤交换阳离子的缓冲作用、士壤表面的质子化及硫酸根专性吸附释放的羟基中和H+质子;而以后的反应中,H+质子对矿物的溶解是一缓慢过程.     

氟与红壤相互作用过程及环境意义

氟与铝具有高的亲合性,在酸性氟污染的土壤中氟与土壤的相互作用会引起土壤物理化学条件和土壤胶体表面特征的变化,因此会导致其他营养组分和污染元素吸附和迁移行为的变化。用批次平衡法研究了不同pH和不同初始氟浓度的含氟溶液与红壤相互作用过程中溶液pH值、溶解态总氟、自由氟、络合态氟和土壤吸附态氟的变化。结果表明,F-与红壤颗粒表面的-OH基团发生络合交换,使土壤溶液pH增大。由于Al-F络合、土壤对氟的吸附以及氟诱导的Al溶解,溶解态总氟和自由氟浓度均有不同程度的降低,且初始pH越低,降低的程度越大。由于红壤表面Al-F络合体的解吸及活性铝组分的快速溶解,溶液中的Al-F络合物在短时间内迅速增加。土壤中氟的吸附量随pH下降以及F-的浓度增加而增加。土壤酸度增加,既可增加Al-F的络合程度,也可提高氟的吸附量,因此可一定程度上减少氟在土壤中的活性和生物有效性。     

四种生物质炭的表面特性及其对水溶液中镉-阿特拉津的吸附性能研究

选用甘蔗叶、木薯杆、水稻秸秆和蚕沙作为原料,分别在300、700℃下限氧控温热解制备生物质炭,采用电镜扫描(SEM)观察生物质炭表面孔隙结构,用红外光谱(FTIR)、Boehm滴定方法对表面官能团的种类和含量进行分析,并研究不同生物质炭在不同镉(Cd)-阿特拉津(AT)初始浓度、不同p H值下对Cd、AT的吸附特征。结果发现,同种原材料制备的生物质炭,高温条件(700℃)热解与低温(300℃)相比,表面的官能团数量较少,但孔隙结构更加明显。不同生物质炭对Cd和AT的吸附符合准二级动力学方程,拟合系数均大于0.998。生物质炭能有效吸附水溶液中的Cd和AT,初始浓度越大,吸附量越大,且高温炭的单位吸附量大于低温炭。相同材料制备的生物质炭在溶液p H=6时对Cd的吸附量高于p H=4时的吸附量,而对AT的吸附能力则是在低p H值时较大。高温制备的水稻秸秆炭和蚕沙炭对Cd的吸附效果较明显,甘蔗叶炭对AT的吸附量最大。     

新疆典型草原灰漠土有机碳垂直变化规律研究

[目的]研究新疆典型草原灰漠土有机碳总量、腐殖酸种类和腐殖质矿物复合体的不同海拔高度和土壤剖面变化规律.[方法]采用改良的В.В.ПоноMаpёва和.A.Плотникова法即重铬酸钾-外加热法进行分组测定.[结果]典型草原灰漠土中土壤有机碳总量变化范围为7.85～ 10.45 g/kg,其中胡敏酸(HA)含量占有机碳总量4.56;～15.96;,富啡酸(FA)变化范围为7.54;～ 43.17;,而胡敏素为41.98;～87.90;.腐殖质矿物复合体中以粘土矿物复合体占的比例最大,即胡敏酸紧结合态为1.81;～ 8.70;,而富啡酸紧结合态复合体含量较低,只占复合体总量0.33;～1.84;.腐殖质矿物复合体随土壤剖面的分布规律:胡敏酸、富啡酸均随土层深度的加深逐渐减少,为7.86;、7.91;、3.96;、19.16;、42.15;和14.90;.[结论]新疆典型草原灰漠土有机碳总量和腐殖质不同组分在海拔高度和土壤剖面中的含量差异都达到显著水平,且腐殖酸类型是在海拔高度高处和剖面上层以胡敏酸-富啡酸型为主,HA/FA＜1.     

富啡酸对潮褐土吸附重金属离子的影响

采用平衡吸附法,研究了不同浓度的富啡酸(FA)对土壤吸附重金属离子(Cu2 、Cd2 、Pb2 )的影响。结果表明,潮褐土对富啡酸的吸附作用很强;潮褐土对富啡酸的吸附随pH的升高先缓慢增大后迅速下降;潮褐土对重金属离子的吸附随pH的升高而增大,且在低pH值下,富啡酸促进潮褐土对Cu2 、Cd2 、Pb2 的吸附和Pb2 的次级吸附,抑制对Cu2 、Cd2 的次级吸附;在高pH值下,富啡酸抑制土壤对Cu2 的吸附和次级吸附,而促进Cd2 和Pb2 的吸附和次级吸附;在富啡酸浓度相同的条件下,潮褐土对重金属离子的吸附能力为:Pb2 >Cu2 >Cd2 。     

不同浓度Na~+在紫色土颗粒表面电场作用下的吸附动力学研究

土壤颗粒表面大量的负电荷会在固-液界面产生强大的电场,影响土壤溶液中离子的吸附过程.本文以紫色土K+饱和样为研究对象,运用考虑表面电场的动力学新模型研究了不同浓度Na+离子的吸附动力学过程.实验结果表明:1当Na+离子浓度为9.565×10-5 mol/L时吸附过程中会出现明显的零级动力学特征和一级动力学特征.2浓度为7.826×10-4 mol/L和9.855×10-3 mol/L时Na+吸附过程中仅表现出一级动力学特征,这是因为增加Na+浓度后屏蔽电场的能力增强,从而表现出弱静电力吸附下的一级动力学过程.3实验中Na+的平衡吸附量随离子浓度的增加而递增,吸附速率随离子浓度递增而加速.4体系中K+亚稳吸附量随Na+离子浓度增加而递减,随表面电位递减而递减.通过对不同浓度下Na+吸附动力学特征分析,对了解离子交换吸附机理具有一定指导意义.     

几种土壤的氟吸附特性研究

采用室内试验方法,研究了4种土壤对氟吸附的特性。结果表明:(1)不同土壤对氟的吸附能力差异很大,随着初始浓度的增大,吸附量明显增大,净吸附量、解吸量也增大,表现为黄壤>红壤>紫色土>石灰土;土壤氟的解吸率随初始浓度的增大而增大,不同土壤间大小次序是石灰土>紫色土>红壤>黄壤。(2)土壤吸附氟后的平衡溶液pH值随氟加入浓度的增大而上升,不同土壤间次序是:石灰土>红壤>紫色土>黄壤。(3)拟合结果表明,Langmuir方程能够较好地拟合土壤对氟的吸附等温线。(4)土壤中氧化物是氟的重要吸附剂,对土壤氟吸附有重要贡献。(5)低分子有机酸对氟吸附的影响一方面表现为阴离子的竞争作用,另一方面表现为酸性条件下的促进作用。