pH对土壤中三价铬吸附及影响因素分析

选取我国不同地区的4种土壤,以环境因子pH作为影响因子,采用批量平衡法针对土壤中铬的动态吸附及平衡吸附进行了研究。研究结果表明土壤中铬的吸附反应为快反应,除酸性土壤红壤在24h内铬吸附达到平衡外,其余3种碱性土壤在2h内均达到平衡。除红壤外,其余3种土壤均对铬表现出极强的吸附。土壤pH值是决定铬吸附的重要影响因子。外加溶液的pH对铬吸附的影响与土壤对酸碱的缓冲能力有关,土壤对酸的缓冲能力越强,其对铬的吸附影响越大。因此针对我国不同地区土壤pH的不同,可以通过改良其土壤pH理化性质或维持土壤的缓冲容量,降低重金属铬在土壤环境中的活性。     

pH值对重金属Pb~(2+)吸附特性的影响

以砂壤土为研究对象,采用1次平衡法,研究了pH值对重金属Pb2+吸附特性的影响,在此基础上对等温吸附进行模拟分析。结果表明,土壤对Pb2+吸附的pH值影响敏感阈值范围为pH7。所引入的平衡质量体积比与吸附量之间的模型ln(S)=K1×CK2能较好地模拟不同pH值条件下的等温吸附规律。其次为Freundilich模型,Henry模型较适用于低pH值条件下的模拟分析。     

淋洗状态下保护地土壤pH与盐分含量及其组成关系的研究

以沈阳地区酸化比较严重的保护地土壤为研究对象,采用淋洗模拟试验的方法,通过测定淋洗后土壤pH值和全盐量、淋洗出的盐分离子含量,研究了土壤pH值与离子组成、含量之间的关系.结果表明:①土壤pH值与土壤全盐含量呈显著负相关关系,即土壤pH值随土壤全盐量的降低而逐渐增加,但盐分的减少对土壤pH的影响在淋洗后期明显大于前期;②土壤pH值与阳离子、阴离子的组成即相对比例有关,其中与K+和其他4种阴离子呈曲线负相关关系,与另外3种阳离子呈直线负相关关系,且相关性均达到极显著;③随着淋洗次数的增加,NO3、SO42-等离子含量在全盐含量中所占比例而不断下降,与此同时土壤pH值却在不断的上升,而Ca2+、Na+等盐基离子在全盐中的相对比例的上升也是导致土壤pH值上升的重要因素.     

陕西省杨凌区蔬菜基地土壤中抗生素污染评价

为了评估陕西省杨凌区蔬菜基地土壤中抗生素的污染状况,对20个基地的土壤样品中喹诺酮类、四环素类、磺胺类和大环内酯类4大类19种抗生素的含量进行了检测分析。结果表明,研究区域蔬菜基地土壤中喹诺酮类、磺胺类、四环素类3类抗生素均为100%检出,大环内酯类抗生素的检出率为62%。4类抗生素平均含量由高到低依次为喹诺酮类（51.76 μg/kg）>四环素类（12.77 μg/kg）>磺胺类（1.14 μg/kg）>大环内酯类（0.28 μg/kg）,分别以诺氟沙星、土霉素、磺胺二甲基嘧啶和红霉素为主。根据兽药国际协调委员会（VICH）筹划指导委员会提出的土壤中抗生素生态毒害效应的触发值（100 μg/kg）,研究区域土壤中4大类抗生素的含量均小于该触发值,生态风险较小。与国内其他地区的研究报道相比,杨凌区蔬菜基地土壤中的抗生素污染程度也处于相对较低水平。      

土壤中Cr(Ⅵ)吸附规律试验研究

为了研究Cr(Ⅵ)在土壤不同初始pH和初始浓度条件下的吸附规律,以武汉东西湖蔬菜基地的土壤为试验材料进行土柱的动态吸附试验,调节初始溶液的pH和浓度,制备6种不同性质的土样进行动态吸附试验,选用Origin软件来拟合溶质的穿透曲线;并选用惰性离子Cl^-进行示踪试验求取弥散系数,结合 CXTFTI 软件中的化学非平衡模型--两点模型进行数值模拟,求取Cr(Ⅵ)在该土壤中的溶质运移参数,从而对在土壤中Cr(Ⅵ)的吸附过程进行分析及预测.研究结果表明:Cr(Ⅵ)的吸附对pH值非常敏感, 通入溶液的初始pH值越低,穿透时间以及达到吸附饱和的时间越早;而初始浓度也会对Cr(Ⅵ)的吸附有一定影响,通入溶液的初始浓度越高,穿透时间以及达到吸附饱和的时间越早.利用两点模型求取的Cr(Ⅵ)在该土壤中的溶质运移参数能很好的解释土柱试验的结果,Cr(Ⅵ)在该土壤的的吸附过程中大约 60%都是瞬时完成的,40%是受到速率限制作用,满足一阶动力学方程.     

猪粪水热预处理和厌氧消化条件下的典型抗生素降解性能

畜禽养殖过程中排泄的粪污中残存大量抗生素给环境带来潜在风险。为进一步了解水热预处理和厌氧消化对畜禽粪污中典型抗生素降解变化特征,同时明晰抗生素与产甲烷性能的相关性,以猪粪为研究对象,考察了不同温度（70、90、120、150、170℃）水热预处理对3种抗生素（磺胺嘧啶、土霉素和恩诺沙星）的消减作用,研究了3种抗生素在中温厌氧消化过程中的降解规律及其对产甲烷性能的影响。结果表明,磺胺嘧啶和恩诺沙星在70℃水热处理条件下100%去除,而土霉素在90℃水热处理条件下100%去除;3种抗生素的去除率随着厌氧消化时间的延长而逐渐增加,恩诺沙星在厌氧消化5d基本达到100%的去除;土霉素在厌氧消化15d基本达到100%去除,而磺胺嘧啶在厌氧消化30d去除率达52.9%;厌氧消化过程中磺胺嘧啶的去除率随着起始浓度的增加而降低,低浓度组（SDZ-1、SDZ-2和SDZ-3）在前12d均能够完全降解,高浓度组SDZ-4和SDZ-5在厌氧消化36d后的去除率分别为65%和71%。此外,猪粪中磺胺嘧啶为5~150mg/kg范围内,未见对猪粪厌氧消化产甲烷性能产生负面影响作用,厌氧消化累积沼气和甲烷产量与磺胺嘧啶浓度呈负线性相关（R2=0.9546和R2=0.8654）。因此,水热预处理和厌氧消化对猪粪中磺胺嘧啶、土霉素和恩诺沙星具有明显的消减作用,可为后续水热预处理耦合厌氧消化处理含抗生素粪污的研究提供数据支撑。     

基于中红外光谱的土壤矿物表征及其鉴

以3种标准粘土矿物伊利石、高岭石和蒙脱石为材料,研究其中红外光谱(包括透射光谱、衰减全反射光谱和光声光谱)的特征.3种粘土矿物的中红外透射光谱均存在3个主要的吸收区域(3000～3800cm-1,1300～1800cm-1和500～1200cm-1),且吸收特征明显不同;3种粘土矿物的中红外衰减全反射光谱的差异主要表现在800～1200cm-1,其他区域差异不明显;而3种粘土矿物的中红外光声光谱特征与透射光谱相近,但3个吸收区域具有更丰富的吸收特征.应用中红外光声光谱分析表明,海伦黑土为富含蒙脱石的偏中性土壤,长武黄土为富含蒙脱石或伊利石的碱性土壤,而祁阳红壤为富含高岭石的酸性土壤.     

沼液施用对设施土壤饱和导水率的影响

为探求沼液灌溉对土壤饱和导水率的影响。系统研究了不同沼液配比及灌溉量对番茄根区不同深度土壤的pH值、容重、总孔隙度、颗粒机械组成、含水率和有机质的变化规律,进而分析对土壤饱和导水率的影响。灌施沼液能一定程度降低土壤pH值,降幅为1.25%～3.75%;施用沼液可以降低土壤容重,降低幅度在2.13%～8.97%之间;灌施沼液可以降低土壤砂粒含量,增加土壤粉粒及黏粒含量;随着沼液灌溉配比增大以及沼液灌溉量的增加,不同土层深度的总孔隙度均呈现增加的趋势;土壤含水率与沼液配比无关与沼液灌溉量呈正相关,土壤含水率随土层深度呈抛物线变化;垂直剖面上,沼液灌溉处理土壤剖面的饱和导水率都随土壤深度的增加而下降;有机质对土壤饱和导水率的影响阈值为18.51 g/kg。多元逐步回归分析表明土壤容重、黏粒含量以及土壤有机质含量是影响土壤饱和导水率的主要因子,建议沼液合理的配比及灌溉量应控制为T2处理,但是其长期施用效果还有待于进一步验证。     

基于含水率与温度补偿的土壤pH值在线实时检测系统

针对目前常用土壤pH值传感器在测量过程中受土壤含水率和温度影响较大的问题,设计了带有温度、含水率补偿模型的锑电极土壤pH值在线实时检测系统。利用最小二乘法对pH值和测量结果进行线性分析,补偿土壤pH值测量误差。试验结果表明,经过补偿之后,由温度和含水率变化导致的pH值测量误差至少可降低84. 5%,pH值测量值随温度和含水率的变化幅度不超过±0. 1。与市场产品ZD-18型土壤酸度计、HYSWR-ARC-12V型土壤含水率传感器、水银温度计对比研究得出,3项指标线性拟合决定系数均达到0. 99以上。为了确保自然环境下土壤pH值测量的适用性,探索了系统在使用过程中土壤含水率的阈值与测量精度,表明在土壤体积含水率大于5%的情况下均可有效测量。试验表明,在pH值3. 06～10. 36范围之内,本系统可有效测量,检测误差为-1. 53%～3. 51%,满足土壤pH值实时在线测量要求。     

嘧啶类衍生物的研究进展

合磷嘧啶类衍生物具有广泛的生物活性,在农药化学中占着重要的地位。文章通过对嘧啶衍生物类除草剂和α-羟基膦酸酯衍生物的生物活性的研究,希望能利用活性基团拼接与生物等排原理,将嘧啶基团引入到羟基膦酸酯中,设计合成了新型的除草剂。     

小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附特性研究

针对再生水灌溉镉污染问题,研发新型低成本高效重金属吸附材料。以农业废弃小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭为研究对象,研究了麦秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附性能及影响因素。结果表明,麦秆和小麦秸秆生物质炭对Cd~(2+)的吸附特性符合Langmuir方程,且吸附作用主要发生在吸附开始的10 min,试验条件下,生物质炭对Cd~(2+)去除率达90%以上,麦秆对Cd~(2+)去除率为70%左右;pH值对麦秆吸附Cd~(2+)影响显著,对生物质炭吸附Cd~(2+)影响极显著,pH值为3~6时生物质炭对Cd~(2+)的吸附效果较好。温度显著影响麦秆对Cd~(2+)的吸附,温度对生物质炭吸附Cd~(2+)无显著影响,当吸附材料投加量大于0.5 g/L即固液比大于0.45 g/mg时,增大二者投加量对其吸附Cd~(2+)没有显著影响。     

再生水灌溉条件下典型土壤铵氮吸附解吸试验研究

采用批平衡试验方法,研究了再生水灌溉条件下北京3种典型土壤对NH4+-N短期动态吸附解吸规律。结果表明,NH4+-N在3种典型土壤中易被吸附,吸附量随添加液浓度升高而增加,吸附过程中初期NH4+-N浓度变异性较大,同时NH4+-N在解吸试验后期浓度变异性也较大。对NH4+-N的吸附能力从强到弱依次为壤土A>壤土B>砂壤土,通过等温吸附平衡模型模拟,拟合效果较好。试验结果分析表明,再生水灌溉带来的NH4+-N远未达到土壤的吸附容量,不会迁移至地下水层,不会污染地下水。     

改性玉米秸秆对铜离子的吸附性能

利用NaOH对玉米秸秆进行预处理,并利用微波辐射的方法进行物理方式处理,选取含多官能团小分子的柠檬酸与玉米秸秆进行酯化反应,以添加羧基官能团的方式制备出吸附性能强的改性玉米秸秆吸附剂。研究了改性玉米秸秆吸附剂在不同条件下对Cu2+吸附效果的影响。研究结果表明,改性玉米秸秆吸附剂对Cu2+有很好的吸附性能。当吸附剂的投加量为0.8 g、pH值为5、反应时间90 min、反应温度35 ℃、溶液初始浓度60 mg/L时,对Cu2+吸附效果最好。      

土壤理化性质对吸附重金属镉的影响

以我国4种较典型的土壤为对象,采用批量平衡法针对土壤pH、有机质、粘粒质量分数等土壤理化性质对重金属镉吸附的影响进行了研究。研究结果表明,土壤中镉的吸附为快反应,24h内吸附均达到平衡。土壤对镉的吸附随土壤pH及有机质质量分数的增大而增大,决定镉吸附能力的不是粘粒的数量而是其粘粒矿物的组成。因此,针对我国不同地区土壤理化性质的特点可以通过改良其土壤理化性质使镉的吸附增大,减小其在土壤环境中的活性。     

六价铬在土壤中吸持和迁移的试验研究

运用批平衡试验和土柱试验,研究了六价铬在土壤中的吸持反应,并进行了动力学模型拟合和吸持等温线平衡模型研究。试验共设3种土壤、6个浓度和2个温度,同时运用6个动力学模型和4个平衡模型进行了拟合。结果表明,由于六价铬的阴离子特性,六价铬在土壤中的物理化学特性非常复杂,而且不易于被土壤所吸持,吸持量较小,吸持效果不稳定。大部分动力学模型和全部平衡模型拟合效果较好。通过土柱试验研究了六价铬在土壤中运移的非平衡运移规律,应用HYDRUS-1D模型进行拟合,结果准确、可靠。     

Experimental study of water flow and sulphate transport at monolith scale

In this study, sulphur transport processes and effect of flow rate on sulphate breakthrough curves (BTCs) were studied on six undisturbed large soil monoliths (each having roughly a volume of 0.5 m³), collected from two different agricultural soils being loamy and sandy loam. In the laboratory, each monolith was equipped with different measuring devices to monitor soil water content, bulk soil electrical conductivity (ECa), soil temperature, pressure head, outlet flux, and pH. Four unsaturated steady state experiments were carried out on each monolith using two different imposed fluxes (referred to as low and high). First a chloride breakthrough experiment was performed to identify the basic transport processes followed by sulphate breakthrough experiment for the identification of the important sulphate transport processes. Water and solute (chloride and sulphate) mass balances were made to evaluate effective sulphate transformations at the scale of the monolith.The relative water mass balance errors ranged between −4.0% and 5.0%. The chloride mass balances were almost as good as those obtained for water, whereas the sulphate mass balance revealed that sulphate was subjected to adsorption and immobilization during the transport. The high flux sulphate experiments resulted in relatively large mass balance discrepancies compared to the low flux sulphate experiments. The sulphate breakthrough curves (BTCs) were somewhat retarded in the loamy monoliths whereas both chloride and sulphate BTCs were significantly affected by preferential flow in the sandy loam monoliths. Standard batch experiments showed that the adsorption isotherm was linear and immobilization occurred in both soils studied whereas net mineralization was essentially low. The effect of flow rate on the BTCs and influence of water content on immobilization process was not apparent.     

不同土壤对拉巴豆生长及光合特性的影响

土壤是影响植物生长的重要因子.选取重庆市典型和具有代表性的4种主要土壤为对象,以拉巴豆为试验材料,通过盆栽模拟试验,研究了不同土壤类型对拉巴豆生长、生理及光合特性的影响.结果表明:在微酸性和酸性的灰棕紫泥土壤上,拉巴豆生长、生理和净光合速率显著优于灰岩黄壤与碱性紫色土,其地上生物量是后者的2～3倍,估计与拉巴豆起源于热带和亚热带且长期适应酸性土壤有关;拉巴豆的生理及光合特性与其长势呈正相关,对于不同土壤类型和不同光合指标,其日变化曲线有所不同,但净光合速率、蒸腾速率和叶片气孔导度日变化均为单峰曲线,峰值均在10:30左右,微酸性紫色土的峰值最高,其次为酸性紫色土,最后为灰岩黄壤和碱性紫色土.     

玉米秸秆对土壤吸持六价铬影响的试验研究

玉米秸秆是一种有机物料,它可以促进六价铬的吸持。研究通过批平衡试验,描述了不同玉米秸秆投入量对土壤吸持六价铬的影响及其动力学过程,通过10个动力学模型进行了拟合,效果较好。另外,还描述了反应的吸附等温线和平衡模型,结果可以用Herry模型、langmuir模型、Freundlich模型和Tekmin模型进行较好模拟。结果表明,秸秆有效地促进了六价铬在土壤中的吸持,可以作为六价铬的吸附剂。该结果具有良好的环境效应和经济效应。通过土柱试验,分别研究了秸秆覆盖和混合对土壤吸持六价铬的影响,有较好的实践意义。     

Parameters affecting water vapor adsorption by the soil under semi-arid climatic conditions

Water vapor adsorption by the soil in Mediterranean ecosystems is very important to plant growth. We hypothesized that relative air humidity, soil texture, soil water content, and soil surface conditions affect water vapor adsorption. These factors were studied in four areas in Greece with semi-arid climatic conditions on four soils classified as Xerochrept. The study was conducted on hilly areas with various physiographic and microclimatic conditions greatly affecting daily fluctuations of air humidity. Time domain reflectometers (TDR) continuously monitored soil water content at depths 5, 10 and 25 cm. Rainfall, open pan water evaporation, air temperature, and relative air humidity were measured every 40 s, averaged, and recorded on data loggers every hour. Two weighing lysimeters were used to confirm soil water data measured by TDR-electrodes.The obtained data indicated that night-time water vapor adsorption is very important for areas characterized by high oscillation of air humidity (>25%), favored under certain physiographic and microclimatic conditions. Daily water vapor adsorption by the soil was inversely proportional related to the minimum air humidity, while adsorption increased proportionally as the daily amplitude of humidity increased. Cumulative water vapor adsorption decreased during the dry period as the amount of clay content increased. The depth of penetration of wetness increased as the amplitude of fluctuation in soil water content in the upper 5 cm soil layer increased. The presence of dense perennial shrubs growing in close contact with the soil surface greatly reduced water vapor adsorption by restricting the diurnal fluctuations in air humidity in the soil–atmosphere interface. Rock fragments or plant residues on the soil surface slightly reduced water vapor adsorption but greatly favored soil water conservation. The amount of water vapor adsorbed by the soil may satisfy up to 70% of the loss of water through evaporation during the dry period under semi-arid climatic conditions.