离子强度和磷酸盐对铁铝矿物及土壤吸附As(Ⅴ)的影响

选用针铁矿、赤铁矿、水铁矿、水铝矿4种铁铝矿物以及性质差异较大的黑土、紫色土和红壤3种土壤,研究离子强度和磷酸盐对其吸附As(Ⅴ)的影响.结果表明,在0.01、0.1、1 mol·L-1 3种离子强度下,矿物和土壤对As(Ⅴ)的吸附量无明显差异或随离子强度增大而增大,其对砷的吸附以专性吸附为主.磷酸盐对矿物和土壤吸附砷的影响与其添加顺序及摩尔浓度比有关.水铝矿和水铁矿在这3种添加顺序下的砷吸附量无明显差异,仅在P/As摩尔比较大时表现出下降趋势;而在针铁矿和赤铁矿两种矿物上,先添加砷时的砷吸附量高于先添加磷时或两者同时添加时,且砷吸附量随P/As摩尔比的增加而逐渐下降.在黑土、紫色土和红壤上,先添加砷比先添加磷或两者同时添加时的砷吸附量均要高,尤其是在紫色土上.随P/As摩尔比升高,土壤对砷的吸附量表现出下降趋势.     

水铁矿对As(Ⅲ)的吸附性能的研究

以人工合成的水铁矿为吸附材料,研究水铁矿对三价砷离子的吸附特征,探索试验过程中吸附剂的添加量、温度、pH值等因素对吸附效果的影响.结果表明,用Langmuir和Freundlich方程都可以很好的拟合吸附量与三价砷初始浓度之间的关系,其相关系数均可达到显著水平;水铁矿对三价砷的去除率最高可达99.5％;35℃下的吸附量均比25℃大;水溶液的pH值对水铁矿吸附三价砷有很重要的影响,pH＜8时吸附量与吸附率随着pH上升而增加,pH=8时达到最大,pH＞8时,其吸附量与吸附率随pH上升而降低.     

两种土壤中邻苯二胺对铜离子吸附-解吸平衡影响的研究

采用室内测试方法,研究了低浓度的外源铜离子在两种不同性质土壤中的吸附、解吸过程及其受邻苯二胺的影响。结果发现,外源铜离子在红壤中的吸附随pH的变化明显变化,而在黑土中的吸附则随pH变化改变较小,吸附在红壤中的铜较吸附在黑土中的铜更易于解吸。有机物邻苯二胺对铜在两种土壤中的吸附和解吸过程产生了明显影响,酸性条件下邻苯二胺的存在增加了红壤对铜的吸附量,但同时也增加了铜的解吸百分数。而邻苯二胺基本不改变铜在黑土中的表观吸附量,但显著影响铜的解吸百分数。     

华中地区几种可变电荷土壤对SO4^2—吸附的研究

本文研究了华中地区红壤等4种土壤对SO4^2-的吸附性质。紫色土的粘土矿物组成主要是水云母等2：1型粘土矿物，有机质含量低，不含交换酸，不能吸附SO4^2-。红壤（湖北、湖南各取一个样）、黄棕壤的粘土矿物组成以高龄石、水云母为主，黄棕壤还含有14埃矿物等，土壤粘粒表面具有一定量的可变负电荷；对SO4^2-的吸附量均随酸度增高而增大，在酸度时，均服从Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式。土壤吸附了SO4^2-后表面负电荷增多，对Cu^2 的次级吸附量随之增加，并与SO4^2-初级吸附量有线性关系。     

不同磷酸盐下红壤对镉离子的吸附-解吸特征

采用等温吸附法研究了红壤对镉离子的吸附特性,分析加入不同形态的磷酸二氢盐(磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和磷酸二氢钙)对镉离子吸附-解吸特征的影响.结果表明,在加入镉浓度O～20 mg·L-1范围内,红壤对镉离子的吸附量随平衡液中镉离子浓度的升高而增加,吸附等温线符合Freundlich方程.土壤吸附镉离子后,在磷添加浓度为0-160 mg·L-1下,土壤对镉离子的等温吸附仍然符合Freundlich方程(R20.94),但磷酸盐对镉离子吸附具有明显影响;磷酸二氢钙使镉离子的最大吸附量降低了2.5%～7.9%,使镉离子的吸附率降低10%～20%,而磷酸二氢铵和磷酸二氢钾对镉离子的吸附特征无明显影响.随加入磷量的增加,3种磷酸盐下镉离子解吸量和解吸率均显著降低,解吸量降幅为15.8%～27.8%,解吸率降低了3.7%～9.5%;但在低镉时磷酸二氢钙对红壤镉离子的解吸率显著高于磷酸二氢铵和磷酸二氢钾.由于Ca2+与Cd2+之间存在较强的竞争吸附,使得磷酸二氢钙对红壤镉离子吸附-解吸的影响大于磷酸二氢铵和磷酸二氢钾.     

溶解性有机物对土壤中铜生物有效性的影响

采用盆栽试验,研究了模拟铜污染土壤中溶解性有机物(DOM)对红壤、褐土和黑土3种不同类型土壤中小油菜(Brassia campestris)的生长及对Cu生物有效性的影响.结果表明,随着DOM的加入,黑土和红壤中小油菜的出苗率均有所下降,尤其是当DOM添加量大于100 mgC·kg-1时,红壤中小油菜出苗率显著降低(P＜0.05),而对褐士的出苗率影响不大;供试3种土壤中小油菜生物量均呈先上升后下降的趋势,其在DOM添加量为50 mgC·kg-1时生物量达到最大,但比较而言,3种土壤中小油菜生物量由大至小的顺序为:黑土＞褐土＞红壤;随着土壤中添加DOM浓度的升高,小油菜植株体内铜浓度大致呈现不断增加的趋势,且3种土壤中植株体内的铜浓度均在DOM添加量为200 mgC·kg-1时达最高值,与对照处理及添加量为50 mgC·kg-1处理间差异显著(P＜0.05);土壤中有效态Cu含量则随DOM量的增加呈不断升高趋势,3种供试土壤有效态Cu含量以红壤最高,当DOM添加量为0～100 mgC·kg-1时,褐土中有效态铜含量高于黑土;而当DOM添加量为150～200 mgC·kg-1时,黑土中的有效态铜含量却高于褐土.这表明随着外源性DOM进入土壤,可导致土壤中Cu的生物有效性不断发生变化,从而直接影响作物的生长以及作物对Cu的吸收.     

有机酸对As(Ⅴ)在土壤中老化的影响

为了明确不同类型有机酸对土壤中砷释放及迁移转化等行为的影响,应用模拟试验方法,研究了添加乙酸、草酸、柠檬酸和腐植酸对砷在第四纪红壤中老化的影响。研究结果表明,在温度为25℃、湿度为最大田间持水量70%条件下,有机酸类型对砷在第四纪红壤中老化过程的影响不显著,但有机酸添加量对培养期间土壤有效态和结合态砷的含量具有显著影响。当乙酸的添加量为50、100 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)在土壤中的老化均有抑制作用;添加量达到200 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用。而草酸和柠檬酸的添加量为50 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用;添加量为100、200 mg·kg~(-1)时均抑制As(Ⅴ)的老化。腐植酸对外源砷在土壤中的老化具有抑制作用,且其对砷老化的影响远大于其他类型有机酸。当添加量在50~200 mg·kg~(-1)时,乙酸和草酸对土壤中专性吸附态砷含量有显著影响;添加量为50、100 mg·kg~(-1)时,柠檬酸和腐植酸对弱结晶水合铁铝氧化物结合态砷均有显著影响;添加量为200 mg·kg~(-1)时,乙酸、柠檬酸和腐植酸对结晶水合铁铝氧化物态砷影响显著。综上,在本试验条件下,As(Ⅴ)在第四纪红壤上老化不受有机酸类型的影响,而受有机酸添加量的影响。     

不同母质发育水稻土对Cd、Pb吸附解吸特性及其影响因子分析

为了解Cd、Pb在土壤中迁移转化规律,探明不同水稻土对Cd、Pb吸附解吸的影响,以红壤、紫色土母质发育的水稻土为对象,研究Cd、Pb在两种土壤中的吸附解吸行为,分析红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+吸附解吸特性及其与土壤理化性质的关系。结果表明,两种土壤对Cd2+的吸附用Langmuir、Freimdlich模型均有较好拟合,相关系数在0.95以上;而Pb2+的吸附则用Freimdlich模型拟合较好,相关系数在0.99以上。随着溶液中Cd2+、Pb2+含量的增大,红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量增大;解吸量亦随吸附量的增加而增加。红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的最大吸附量分别为2871.34 mg/kg和4353.69 mg/kg,10914.65 mg/kg和14249.07 mg/kg;最大解吸率分别达到3.12%和2.43%,1.02%和0.33%。紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量大于红壤,解吸率低于红壤;同等浓度下,红壤、紫色土对Pb2+的吸附量高于Cd2+。研究表明土壤粘粒、有机质、CEC含量是影响红壤、紫色土吸附解吸差异的主要因素。     

应用穆斯堡尔谱鉴别福建中亚热带黄红壤氧化铁矿物

应用穆斯堡尔谱技术鉴别福建中亚热带黄壤,黄红壤及红壤的诊断层粘粒中氧化铁矿物。结果表明,黄壤与红壤粘粒中氧化铁矿物组成主要差别在于红壤既含针铁矿又含赤铁矿,而黄壤只含针铁矿。此外,黄壤粘粒中铝硅酸盐矿物结构中含有较多的Fe~(2+)。黄红壤粘粒中氧化铁以针铁矿占优势,含有少量赤铁矿和Fe~(2+)。土壤剖面颜色呈黑-黄-红变化的次生黄红壤的黄色土层(B_1)粘粒只含针铁矿,红土层(B_2)含有针铁矿和赤铁矿。根据研究结果认为,这种土壤的土体上部黄化是由于古红土中赤铁矿转化为针铁矿引起的。     

不同体系中不同土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附能力的比较

用等比例和不等比例2种方式比较了长江三角洲和珠江三角洲地区4种水稻土和1种红壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的单一吸附和竞争吸附情况。结果表明,在不等比例下(Cu∶Pb∶Cd=10∶10∶1),无论是在单一体系还是在竞争条件下,4种水稻土对Pb(Ⅱ)的吸附量均大于其对Cu(Ⅱ)的。在等比例下(Cu∶Pb∶Cd=1∶1∶1)水稻土对3种重金属的亲和力的相对大小为:Pb>Cu>Cd。在红壤体系中,低pH(pH4.2)时土壤对3种重金属离子的吸附亲和力的大小顺序与水稻土相同,但在较高pH时(pH5.2)其顺序为Cu>Pb>Cd。这一变化与红壤对Cu的吸附量随pH的增加幅度大于对Pb的有关。竞争条件下土壤对重金属离子的吸附量均比单一体系中的低,在等比例竞争条件下土壤对Cu和Pb的吸附量的减小幅度比不等比例条件下更大。红壤在pH4.2时对3种重金属离子的吸附量比水稻土中的低得多,但在pH5.2时红壤对重金属离子吸附量的增幅又比水稻土中的大得多。表明土壤无机矿物在重金属吸附中起主导作用,土壤的粘土矿物组成和CEC的大小对重金属吸附有重要影响。     

pH和磷酸根对砷(Ⅴ)在棕壤上吸附解吸的影响

研究了pH以及As(Ⅴ)、P的加入顺序和P浓度对As(Ⅴ)和P在棕壤上吸附的影响。结果表明,As(Ⅴ)和P的加入顺序对其在棕壤上的吸附影响很大。As(Ⅴ)和P在棕壤上的吸附表现为相互抑制。在As(Ⅴ)和P共同存在的体系中,As(Ⅴ)对P吸附的抑制率要大于P对As(Ⅴ)的抑制。当P/As较低(P/As<5)时,P浓度的增加会明显降低土壤对As(Ⅴ)的吸附,As(Ⅴ)的解吸量随P浓度的提高迅速增加;而当P/As>5时,As(Ⅴ)解吸量的增加趋于缓慢。     

砷的后效和对萝卜的临界值研究

加砷土壤经陈化后,砷的毒性有所下降,但红棕紫泥超过50ppm,红紫泥和灰棕紫泥超过100ppm 时,仍能危害萝卜的正常生长。在紫色土中,萝卜对砷的临界值为8.89～12.94ppm,且红紫泥>灰棕紫泥>红棕紫泥,这是由土壤的pH、盐基饱和度、物理性粘粒、CaCO_3、有效磷等土壤因子所决定的。     

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。     

冻融作用对三江平原有机土吸附铵根离子及其分配系数的影响

冻融过程会影响土壤团聚体结构及微孔隙,进而影响土壤对阳离子的吸附。然而有关冻融过程对土壤吸附阳离子影响的研究很少。以典型湿地表层有机土壤为对象,通过室内模拟实验,研究了土壤饱和含水量下,冻融过程对有机土吸附低浓度铵根离子的影响。结果表明,冻融作用一般提高了有机土对铵根离子的吸附量,线性方程能较好的拟合低浓度范围氨氮的吸附,而且冻融作用降低了铵根离子吸附量为0时土壤溶液中氨氮的浓度。随着初始氨氮浓度从8.6mg·L-1升高到43.0mg·L-1,冻融条件下氨氮的分配系数从10.3L·kg-1升高到25.6L·kg-1;非冻融对照条件下氨氮的分配系数从7.0L·kg-1升高到19.8L·kg-1。冻融作用导致氨氮的分配系数增加了29.9%~47.3%,但氨氮的分配系数没有出现随冻融次数增加而升高的趋势。     

几种粘粒矿物和土壤表面吸附态磷的解吸 Ⅰ吸附和解吸滞后的机理(英文)

研究了可变电荷粘粒矿物和矿物学性质不同的代表性土壤对磷酸根的等温解吸特性。结果表明磷酸根的解吸等温线一般都滞后于吸附等温线。滞后的程度以铁、铝氧化物最大;含较多铁和铝氧化物的酸性土壤其次;高岭石、蒙脱石和中性、石灰性土壤较小。磷酸根的解吸率一般都随着吸附饱和度的增加而增加,但在各吸附饱和度下,解吸率都明显低于吸附磷的同位素(磷)交换率。在恒定pH和离子强度下,解吸主要涉及结合能较低的吸附态磷。可变电荷表面紧结合态吸附磷在同样条件下是极难解吸的,从而引起磷酸根吸附和解吸不可逆转。此外,吸附态磷还可能通过次生化学反应而转化成不溶性磷酸盐化合物,对这种形态磷就不能通过简单的水液平衡而发生可逆性的解吸作用,而必须加以某种化学处理(例如适当酸化或用有机物质)。     

铁锰氧化矿物添加对土壤镉有效态及生物效应的影响

利用铁锰氧化矿物对土壤中镉的吸附特性,研究了镉污染的土壤中施加铁锰氧化矿物后对土壤中镉的有效态及植物有效性的影响.结果表明:在土壤中添加铁锰氧化矿物后,土壤中镉的有效态含量明显降低;铁锰氧化矿物对土壤中镉的吸附在十天左右达到平衡;在相同的加入量,软锰矿比针铁矿的吸附效果好;利用数量化理论预测法,建立了氧化矿物加入量和土壤中镉含量及理化性质之间关系的预测模型,预测精度较好;通过温室土培试验,几种植物添加铁锰氧化矿物后镉的总量明显降低,证明添加铁锰氧化矿物可以明显降低土壤中镉的生物有效性.     

环丙沙星在盐碱土中吸附特性的研究

采用OECD guideline 106批平衡吸附法研究环丙沙星在碱土中的等温吸附特性、吸附动力学、吸附热力学以及pH值和Ca~(2+)浓度对其吸附的影响。结果表明环丙沙星在盐碱土中的吸附较好地符合Freundlich方程(拟合系数R~2=0.981),不同初始浓度的环丙沙星在盐碱土中的吸附过程符合准二级动力学方程,吸附常数为1.17×10~(-3)~5.67×10~(-3)kg·min~(-1)·m L~(-1)。吸附过程可分为快速吸附和慢速平衡两个阶段,初始浓度分别为80、100、120 mg·L~(-1)的环丙沙星吸附平衡时间为24 h,平衡吸附比例分别为89.9%、92.2%、92.7%。吸附热力学参数ΔG0且ΔH=-3.58 5 k J·mol~(-1),表明环丙沙星在盐碱土上的吸附为自发的放热反应。随着溶液pH值的升高,盐碱土对环丙沙星的吸附能力不断减弱,当pH9后吸附能力快速减少。以不同浓度CaCl_2作为背景液,环丙沙星在盐碱土中的等温吸附曲线用Freundlich方程拟合效果较好,lgKf值随着CaCl_2背景溶液浓度的增加而减小,且环丙沙星初始浓度较小时其所受离子强度的影响相对较小。     

腐植酸对水体中五价钒的吸附

采用批次实验法,研究了腐植酸浓度、钒离子浓度、吸附时间、温度、溶液p H、离子强度、电解质等对腐植酸吸附水体中五价钒的影响。结果表明,钒溶液浓度为90.91 mg·L~(-1)条件下,腐植酸的浓度为1.09 g·L~(-1)时,腐植酸对钒的吸附量最大。随着钒溶液浓度的增加,吸附率逐渐降低并趋于0;而吸附量呈增加-缓慢增加-平衡的趋势;在腐植酸浓度为1.09 g·L~(-1)条件下,钒溶液浓度为1 818.18 mg·L~(-1)时,吸附量达到最大值,吸附等温线与Langmuir模型基本吻合。随着溶液pH、温度的增加,腐植酸对钒的吸附量逐渐减少,即在酸性、温度较低的条件下更有利于腐植酸对钒的吸附。随着溶液电解质浓度的增加,腐植酸对钒的吸附量逐渐降低。红外光谱和扫描电镜的结果显示,腐植酸对钒的吸附机制为钒在腐植酸的表面和内部形成稳定的络合物,这与腐植酸的O-H(或N-H)的氢键、C-O和C-H键的伸缩振动有关。因此,可以考虑用适量的腐植酸作吸附剂,去除水体中的钒,并调整环境条件增强吸附效果。     

三峡水库消落区土壤磷吸附特征

采集了三峡水库消落区主要土壤类型和土地利用方式的土壤样本30个,研究了土壤对磷的等温吸附过程。结果表明:三峡水库消落区土壤磷的等温吸附过程可以用单表面Langmuir方程、双表面Langmuir方程、Frendlich方程、Temkin方程描述。土壤吸磷能力为水田>旱地,黄壤>紫色土>冲积土。紫色土、冲积土的磷零点吸持平衡浓度高于发生富营养化的临界浓度(0.02mg/L)。黄壤对磷有较大的缓冲容量,而冲积土、紫色土对磷的缓冲能力较小,土壤淹水后其释放磷的风险大于黄壤。土壤的吸磷能力与土壤活性铁铝和有机质含量呈正相关,与磷吸持饱和度呈负相关。磷吸持指数可代替最大吸磷量用于评价土壤的吸磷能力,磷吸持饱和度可用来评价磷在水土界面的迁移能力。