表面活性剂对土壤持水特性的影响及其数学模拟

本文在研究表面活性剂存在下土壤持水特性的基础上,灵活运用美国盐土实验室的RETC软件模拟了表面活性剂存在下的土壤水分特征曲线,比较了3种数学模型对上海七宝土壤的适用情况.结果表明十二烷基醇聚氧乙烯醚(A12E9)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)均降低土壤的持水量,这归因于A12E9和SDBS在土壤粒子上形成亲水性表面胶束后降低了土壤粒子的界面张力.当SDBS和A12E9的浓度分别低于其临界胶束浓度(CMC)时,土壤持水量分别随其浓度的增加而降低.在SDBS和A12E9各自的CMC点,2种表面活性剂对土壤的持水量降至最低,这归因于2种表面活性剂活性随浓度的变化.3种模型对表面活性剂存在下土壤持水特性的模拟结果表明:当表面活性剂浓度低于其CMC时,K模型和S模型可较好地模拟表面活性剂存在下的土壤持水量;当浓度为5倍CMC时,K模型仍可较好地模拟表面活性剂存在下的土壤持水量.总之,在模拟精度方面,K模型S模型VG模型.     

十二烷基苯磺酸钠对五氯酚钠光解体系的影响

研究了不同浓度的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对五氯酚钠在水溶液中光解的影响。结果表明,表面活性剂不直接参与五氯酚钠的光反应;在(ρSDBS)小于其临界胶束浓度(CMC)时,SDBS对五氯酚钠的光反应有抑制作用,而ρ(SDBS)大于其CMC时,SDBS胶束的形成对五氯酚钠的光反应有加速的趋势。推测是由于ρ(SDBS)在达到CMC之前,对光解的影响以光吸收作用为主,对五氯酚钠光解有一定的抑制;而达到CMC后,胶束内部类似有机相的环境,对五氯酚钠有富集作用,从而加速五氯酚钠的光反应。     

表面活性剂对土壤毛细水上升特性的影响

[目的]探明表面活性剂对污染土壤理化性质的影响。[方法]研究土壤修复中常用的3种表面活性剂(十二烷基硫酸钠、吐温40、吐温80)对土壤毛细水上升高度、上升速度以及土壤含水率的影响。[结果]表面活性剂的加入均可降低土壤毛细水上升高度,在1.00倍临界胶束浓度(CMC)时,3种表面活性剂溶液在土壤中的毛细水上升高度分别减小了13.6%、22.1%和27.9%,且毛细水上升高度可采用幂函数进行定量预测。土壤毛细水上升速率和含水率随表面活性浓度的增加呈减小趋势,且表面活性剂浓度低于CMC时,影响较大,随着浓度的继续增加,影响逐渐减小并趋于平缓。[结论]该研究对于认识表面活性剂-土壤复合体系的理化性质及进行污染土壤修复工程设计具有重要意义。     

阴/非表面活性剂对土壤中菲的洗脱及影响因素研究

通过对不同浓度、不同配比的表面活性剂溶液中的含菲土壤进行振荡、离心等方法,比较研究了十二烷基苯磺酸钠(sodiumdodeclbenzyl sulfonate,SDBS)、辛基酚聚氧乙烯醚(octylphenoxypolyethoxyethanol,TX100)及其混合表面活性剂(SDBS-TX100)对土壤中菲的洗脱作用,重点研究了表面活性剂浓度、清洗时间、土壤种类、无机盐等因素的影响.结果表明,随着单一非离子表面活性剂(TX100)和混合表面活性剂(SDBS-TX100)浓度的增大,菲洗脱率不断增大,当浓度为4000mg·L-1时达到平衡;对于阴离子表面活性剂(SDBS),随着浓度的增大菲洗脱率直到浓度为8 000 mg·L-1仍在增大.1:10土水比条件下,清洗时间为40 min时,单一阴、非表面活性剂和混合表面活性剂对污染土壤中菲的洗脱能力分别达到最高.土壤有机质含量较低有利于表面活性剂对菲的洗脱作用.一定浓度的无机盐离子Na+Ca2+和Mg2+的存在可使阴离子表面活性剂产生沉淀,大大影响了表面活性剂的洗脱能力,但阴/非混合表面活性剂(SDBS-TX100)可降低沉淀损失,提高对菲的洗脱作用.     

表面活性剂对硝基苯污染土壤的增效修复技术研究

在研究硝基苯和表面活性剂在土壤中吸附行为的基础上,探讨了表面活性剂对硝基苯在土壤中吸附的影响,并研究了不同表面活性剂对硝基苯污染土壤的增效修复效果。结果表明：i）在0—25mg·L^-1。浓度范围内,硝基苯在土壤中的吸附量与溶液中平衡浓度之间存在较好的线性关系,硝基苯在土壤中的吸附是以分配作用为主。ii）CTAB、SDBS和Tween80在土壤中的吸附等温线均近似为S形．且都在各自临界胶束浓度附近达到饱和吸附,饱和吸附量顺序为CTAB〉〉SDBS〉Tween80。一定浓度的硝基苯可以增加表面活性剂在土壤中的饱和吸附量。iii）在较低浓度的表面活性剂存在下,硝基苯的吸附量随着表面活性剂浓度升高而升高,而在高浓度表面活性剂存在下硝基苯吸附量随表面活性剂浓度升高而降低,其中SDBS对硝基苯吸附量的降低效果最为明显。iv）当应用表面活性剂对硝基苯污染土壤进行增效修复时,SDBS的修复效果最为显著。     

杀虫剂药液中表面活性剂的临界胶束浓度及表面张力

采用国家标准GB 5 5 4 9 90的方法测定了 30种市售杀虫剂推荐剂量药液的表面张力值 ,用表面张力法测定了 30种杀虫剂药液中表面活性剂的临界胶束浓度 ,并测定了表面活性剂 885的临界胶束浓度及相同浓度不同气 液界面条件下表面张力的变化。结果表明 ,大多数杀虫剂常规使用剂量的药液中 ,表面活性剂的用量没有达到其本身的临界胶束浓度 (CMC) ,有些药剂的推荐浓度与表面活性剂达到临界胶束浓度时的药液浓度相差 10倍以上。当气 液界面扩大到一定程度时 ,将改变药液中表面活性剂的临界胶束浓度 ,增加溶液的表面张力。为了充分发挥药剂对害虫的防治效果 ,药液中表面活性剂的浓度必须大于临界胶束浓度。     

表面活性剂对水中百菌清光解的影响

以高压汞灯为光源,研究了不同种类、不同浓度的表面活性剂对水中百菌清光解的影响。结果表明,十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、Tween60和Span20对百菌清的光解均有光敏化作用,光敏率分别为18.78%、2.85%、58.55%和57.97%,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对百菌清光解有强烈的光猝灭作用,光猝灭率达57.59%;表面活性剂浓度对百菌清的光解影响较大,在一定的浓度范围内,随着十二烷基磺酸钠和Tween60浓度的增大,百菌清的光解速率逐渐增大,当表面活性剂浓度增大到一定程度时,百菌清的光解速率减慢,甚至产生光猝灭效应;不同表面活性剂混合后对百菌清光解的影响比表面活性剂单独存在时差异较大。     

表面活性剂强化土壤中PCBs的解吸研究

[目的]为研究表面活性剂对PCBs的解吸效果的强化提供理论依据。[方法]通过研究十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、Tween 80和十六烷基三甲基溴化铵（HTAB）三种表面活性剂对土壤中多氯联苯（PCBs）解吸效果及其本身在水和土壤中的分配,并分析了表面活性剂在水和土壤中的定量分配对PCBs的解吸行为的影响。[结果]单种表面活性剂对PCBs的解吸效果的强化作用为：Tween 80〉SDBS〉HTAB;3种表面活性剂在土壤上都有较大的吸附,吸附作用大小为：HTAB〉Tween 80〉SDBS;表面活性剂对PCBs解吸效果的强化作用主要由表面活性剂水相胶束浓度贡献,且PCBs的解吸率同水相胶束浓度正线性相关。[结论]得到了3种表面活性剂对土壤中的PCBs的解吸效果的强化作用,为进一步分析提供了理论依据。     

7种农药和5种表面活性剂对氯苯嘧啶醇光解的影响

以高压汞灯为光源研究了百菌清、甲氰菊酯、氰戊菊酯、三氟氯氰菊酯、辛硫磷、呋喃丹、乙烯菌核利等7种农药,十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、聚乙烯(20)山犁糖醇酐硬脂酸酯(Tween-60)、司班-20(Span-20)等5种表面活性剂对氯苯嘧啶醇在玻片表面光解的影响.结果表明,当氯苯嘧啶醇与7种农药以1:1的剂量比涂布于玻片表面时,百菌清、甲氰菊酯、氰戊菊酯、辛硫磷对氯苯嘧啶醇的表面光解有不同程度的猝灭作用,而三氟氯氰菊酯和乙烯菌核利则对氯苯嘧啶醇的光解有一定的光敏化作用.供试的4种表面活性剂对氯苯嘧啶醇的表面光解有一定的影响,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Tween-60对氯苯嘧啶醇的光解有一定的光敏化作用,而十二烷基磺酸(SDS)对氯苯嘧啶醇的光解表现出一定的光猝灭作用,司班-20对氯苯嘧啶醇的光解作用复杂,低剂量时表现出微弱的光敏化作用,而当剂量比增加到5:1时则表现为一定的光猝灭作用效应.     

表面活性剂对辛硫磷在土壤中解吸附的影响

以红火蚁灌巢用杀虫剂辛硫磷为对象,结合表面活性剂增强修复技术,应用振荡平衡法,研究阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和非离子表面活性剂曲拉通-100(Triton X-100)对辛硫磷在土壤中解吸附作用的影响,结果表明:随着表面活性剂质量浓度增高,解吸附能力增强,辛硫磷的吸附量逐渐减小.在5倍临界胶束浓度(5...     

恶唑菌酮在土壤中的移动性研究

采用土壤薄层层析法研究了杀菌剂恶唑菌酮在土壤中的移动性以及表面活性剂对其移动性的影响。结果表明,在不同性质的土壤中恶唑菌酮的相对移动值Rf在0.089￣0.141之间。恶唑菌酮土壤中移动性的差异主要与土壤有机质和粘粒含量有关,它们之间呈显著的负相关性。通过供试的3种表面活性剂发现,表面活性剂影响恶唑菌酮的移动性主要取决于表面活性剂的临界胶束浓度,在低于表面活性剂临界胶束浓度中恶唑菌酮的移动性受到抑制,而在高于临界胶束浓度下恶唑菌酮的移动性明显增大。恶唑菌酮在表面活性剂中移动性的变化是恶唑菌酮和土壤表面吸附位、表面活性剂分子、胶束之间相互作用的结果。     

促进稻田农药利用效率的表面活性剂筛选

【目的】从有机硅、烷基酚聚氧乙烯醚和氮酮 3类10种表面活性剂中筛选出能促进稻田农药利用效率的表面活性剂。【方法】分别采用国家标准GB 5549-1990和表面张力法测定10种表面活性剂溶液的表面张力及其对应的临界胶束浓度,并以表面张力降低的效率、初始接触角以及微量称重法测定的最大稳定持留量为依据筛选出适宜稻田喷雾使用的表面活性剂。【结果】PTS和NP-15达到临界胶束浓度时的溶液表面张力大于稻叶的临界表面张力,初始接触角均大于100°,不能粘附和润湿稻叶;GSS、KNS和GJZ可在稻叶上润湿,但初始接触角均大于90°,难以瞬间地粘附稻叶,易滚落或流失;其余5种表面活性剂适宜浓度下均可在稻田喷雾使用,其中有机硅表面活性剂Silwet 408的粘附、润湿效果好,其在30°、45°和60°倾角稻叶上的流失点（（14.33±0.27）、（12.44±0.58）和（10.27±0.40）mg•cm-2）和最大稳定持留量（（7.98±0.37）、（6.84±0.40）和（5.23±0.23）mg•cm-2）的最大值均显著高于TX-10。在水和3种常用药剂（毒死蜱、井冈霉素和吡虫啉）推荐浓度的药液中添加质量浓度为125.0 mg•L-1的Silwet 408,均能降低药液的表面张力至20.77—23.12 mN•m-1,初始接触角降至28.4°—67.1°,除毒死蜱推荐浓度外最大稳定持留量均显著增加。【结论】10种供试表面活性剂中的5种适宜浓度下可用于稻田喷雾,其中以Silwet 408 最适宜用于稻田喷雾,其最佳添加浓度为125.0 mg•L-1。     

脱氢松香基两性表面活性剂的合成

脱氢松香酸与环氧氯丙烷、三甲胺反应合成季铵盐中间体(Ⅰ),再与试剂浓硫酸经磺化合成了脱氢松香基两性表面活性剂(Ⅱ)。通过红外光谱(FTIR)、含氮量和硫酸盐活性物质的分析对中间体及目标产物的结构进行了确认,并测定(Ⅱ)的表面活性。结果表明:在脱氢松香上引入了季铵盐和磺酸根,两性表面活性剂中间体得率为72.18%,终产物得率为35.8%,氮质量分数为1.17%,硫酸盐活性物质量分数为15.9%,脱氢松香基两性表面活性剂(Ⅲ)的临界胶束浓度为1.39mmol/L,表面张力降低到21.308mN.m-1,表明脱氢松香基两性表面活性剂具有一定的表面活性。     

常用农药在水稻叶片上的润湿能力分析

【目的】研究稻田常用农药大容量喷雾和弥雾浓度下药液在稻叶上的润湿性能。【方法】采用Zisman图法测定稻叶的临界表面张力,并将其与采用国家标准GB 5549-90的方法测定的52种农药田间使用浓度下药液的表面张力值进行比较分析;采用表面张力法测定药液中表面活性剂的临界胶束浓度,并借助5种制剂来分析说明药液在稻叶上的润湿性。【结果】南粳44、南京11和武香糯8333 3种稻叶正、反面的临界表面张力估值介于29.90-32.88 mN•m-1。大容量喷雾和弥雾时,药液的表面张力小于稻叶临界表面张力的农药分别为21和23种,其中药液中表面活性剂浓度高于临界胶束浓度的农药分别为19和21种;其余农药的药液表面张力则大于稻叶的临界表面张力或药液中的表面活性剂浓度低于临界胶束浓度。大容量喷雾和弥雾时,5%井冈霉素AS、70%吡虫啉WDG 2种农药药液的表面张力分别为46.84和46.53 mN•m-1、49.48和40.24 mN•m-1,在稻叶上的接触角均大于100°,润湿性差;50%甲基硫菌灵SC 药液的表面张力均为35.89 mN•m-1,在稻叶上的接触角介于98.59°-53.76°,润湿性较差至好;4%阿维菌素ME、1.8%阿维菌素EC 2种农药的药液表面张力分别为29.98和29.13 mN•m-1、27.67和27.67 mN•m-1,在稻叶上的接触角均小于60°,润湿性好。【结论】稻田常用农药中多数在大容量喷雾和弥雾浓度下药液的润湿性较差。     

生石灰施用增加了酸性双季稻田氮素氨挥发损失

选择南方典型酸性双季稻田,采用通气法研究了不同生石灰用量对稻田氨挥发通量、田面水NH_4~+-N浓度和pH值的影响。结果表明:撒施生石灰显著影响稻田田面水NH_4~+-N浓度和pH值,生石灰用量与田面水NH_4~+-N浓度和田面水pH值之间均存在极显著正相关关系;撒施生石灰,显著增加稻田氮素氨挥发损失,早、晚稻季氨挥发损失量较不施生石灰处理分别增加2.20~22.91和3.08~52.44 kg/hm~2,增幅分别达19.28%~200.79%和6.96%~118.48%;当早、晚稻季分别施纯氮150和180 kg/hm~2时,撒施生石灰450~3 750 kg/hm~2,氨挥发损失量分别达13.61~34.32和47.34~96.70 kg/hm2,氮素损失率分别达7.44%~18.78%和21.66%~44.24%;当早、晚稻季生石灰用量分别超过900和1 800 kg/hm2时,稻田氨挥发显著增加。     

Model Research on the Effect of Surface Film on Ammonia Volatilization from Rice Field

Pan and field experiments were conducted to investigate the effect of surface film on ammonia volatilization from water and paddy soil. The results showed that the addition of the surface film on floodwater reduced the rate of ammonia volatilization, however, the reduction of the latter varied greatly with its rates of addition. Jayaweera-Mikkelsen ammonia volatilization model with the introduction of a parameter Kf, a relative measure of the resistance of the surface film on ammonia volatilization, was used to elucidate the effectiveness of the surface film on lowering ammonia volatilization. The Kf value was calculated from the results obtained in the pan experiment with different rates of surface film addition. With the modified model and the optimized Kf value, the effects of the surface film in reducing ammonia volatilization under different environmental conditions were simulated and analyzed. However, it was found that the simulation was not satisfactory in the field experiment and the parameter Kf should be further tuned so as to improve the simulation and to optimize the addition rate of the surface film in field conditions.     

长期不同施肥红壤性稻田水稻产量和氨挥发的变化

采用密闭室法测定长期不同施肥制度下双季稻田氨挥发速率及其影响因素,并分析双季稻田氨挥发与产量的关系。结果表明:节肥型有机无机结合农业施肥处理(JF处理)的水稻产量与全肥型有机无机结合农业施肥处理(OM处理)和单施无机肥(NPK处理)的差异不显著,显著高于单施化学氮钾肥(NK处理)的产量;双季稻氮素农学利用率(NUEA)以JF处理的最高,早稻和晚稻分别为17.4和8.9 kg.kg-1,显著高于NK处理;双季稻氨挥发累积量以OM处理最高(86.2 kg.hm-2),NK处理次之(78.2 kg.hm-2),显著高于JF处理(60.7 kg.hm-2);氨挥发速率主要受田面水NH4+-N质量浓度的影响。由于气温和降雨的影响,施早稻分蘖肥后氨挥发速率显著高于施基肥后的,而施晚稻基肥和分蘖肥后的没有差异。因此,JF处理在稳定产量的基础上,能够减少氨挥发量,并且提高了土壤中有机质和全氮含量。