木质素磺酸钙的络合性能研究

研究了木质素磺酸钙(简称木钙，CLS)的浓度、溶液中钙离子(Ca^2 )浓度及pH值等因素对其络合性能的影响。结果发现，单位质量木钙中络合的Ca^2 量随木钙浓度增加而增加。当溶液中外加Ca^2 浓度增加到一定程度或pH值升高时，木钙的络合能力提高。pH值11时，质量浓度为10g/L的木钙溶液对Ca^2 的络合能力比原溶液增大3．7倍。进一步研究了具有不同羟基、羧基和磺酸基含量的木钙对Ca^2 的络合能力。结果表明，分子中大量羟基的存在是木钙具有络合能力的主要原因。     

1-site/2-pKa表面络合模型预测土壤中Cd2+的吸附及生物有效性

土壤中重金属的生物有效性与其在土壤中的吸附行为密切相关,本研究选取我国9个不同类型的非石灰性土壤,探究了Cd²⁺在土壤中的吸附过程。通过电位滴定获得土壤表面酸碱性质（pK_a1和pK_a2）,基于1-site/2-pK_a模型,使用ECOSAT和FIT拟合得到土壤与Cd²⁺的络合常数（lg K _{（SOCd⁺）}）,结果显示该模型能很好地描述Cd²⁺在土壤中的吸附过程。为了进一步探究土壤性质对Cd吸附固定的影响,通过逐步回归分析了pK_a1、pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}与土壤性质间的关系,发现土壤pH和CEC是pK_a1的主控因子,土壤pH同时也是pK_a2、lg K _{（SOCd⁺）}的主控因子。为了验证模型的可靠性,结合历史文献,基于土壤pH和CEC预测了历史文献中土壤表面酸碱性质和lg K _{（SOCd⁺）},利用得到的参数预测了Cd的吸附过程,发现预测值与实测值之间有很好的相关性,该模型能解释86%的变异。此外,利用回归模型得到的结合常数预测了历史文献中土壤溶液中的Cd含量,发现模型预测的Cd含量与蚯蚓体内Cd含量同样具有很好的相关性,能解释83%的变异。本研究基于Cd²⁺在不同性质土壤中的吸附行为,使用广义复合法建立的表面络合模型可以描述Cd²⁺在非石灰性土壤中的吸附与分配过程。     

不同施肥处理土壤胡敏酸及其级分 与 Fe2+的络合特征 Ⅰ.胡敏酸原样与 Fe2+的络合特征

采用 17年不同施肥处理 (无肥、化肥、秸秆、厩肥 )土耕层土样 ,在对土壤胡敏酸性质研究的基础上 ,着重研究不同施肥处理土壤胡敏酸与Fe2+的络合特征 ,揭示络合作用与胡敏酸性质以及环境条件的关系。结果表明 ,不同施肥处理土壤胡敏酸与Fe2+的络合能力不同。和无肥处理相比 ,化肥处理胡敏酸的络合能力加强 ,logk值 (络合稳定常数 )增大 ,有机肥处理则使胡敏酸的络合能力下降 ,logk值减小。logk值大小与胡敏酸的羧基、酚羟基以及总酸度有关。pH值、温度、离子强度是影响络合稳定常数大小的环境因素 ,pH值由 4到 7,各处理胡敏酸的logk值增大 ,络合配位数也有增加趋势。温度升高 ,离子强度增大 ,logk值降低。胡敏酸与Fe2+络合反应是一个自发的放热反应 ,络合后整个体系的有序性增强 ,熵值减小。     

耕作和施肥对水稻土有机无机复合状况的影响

在紫色大眼泥水稻土上进行了半旱式垄作和常规水旱轮作及不同施肥条件下土壤有机无机复合状况的研究。结果表明,有机肥料的施用,能明显提高土壤有机碳和重组碳含量,并能提高原土复合量和降低原土复合度,提高复合体中结合态腐殖质的松/紧比和稳/紧比,且随有机肥用量的增加而增大。半旱式垄作更有利于土壤有机碳和重组碳的积累,原土复合度高出常规水旱轮作1～2%,并达70%以上的追加复合度,各种结合态腐殖质数量也明显较高。这是水稻土培肥中值得重视的一种耕作制度。     

The Remobilization of Metals from Iron Oxides and Sediments by Metal-EDTA Complexes

Synthetic chelating agents such as EDTA form strong complexes with heavy metals and therefore have the potential to remobilize metals from sediments and aquifers. In natural waters EDTA is present almost exclusively in the form of metal-complexes. Therefore, remobilization of metals is always a metal-metal-EDTA exchange reaction. We have investigated, to our knowledge for the first time, the remobilization of metals from the surface of synthetic iron oxides and from a river sediment by different metal-EDTA complexes. The metals are exchanged as follows:MeEDTA_dissolved + Me^ast _adsorbed Me^astEDTA_dissolved + Me_adsorbed The order of the remobilization rate of Zn²⁺ from goethite is CaEDTA > Fe(III)EDTA, reflecting the slow exchange reaction of Fe(III)EDTA. For the remobilization of Pb²⁺ from goethite, the rate was found to be Fe(III)EDTA > CaEDTA > ZnEDTA. Here, Fe(III)EDTA has surprisingly the fastest exchange rate. Only very limited remobilization of Pb²⁺ is possible from hydrous ferric oxide at pH 8 due to the very strong adsorption of Pb²⁺. The order of remobilization of Zn²⁺ from a natural river sediment was found to be CaEDTA > CuEDTA > Fe(III)EDTA. The remobilization rate of Zn²⁺ with Fe(III)EDTA is only 12% of the rate with CaEDTA, illustrating the importance of EDTA speciation for assessing remobilization.     

耕作方式对黑土有机碳及有机无机复合状况的影响

[目的]研究耕作方式对黑土有机碳数量的变化、有机无机复合度及腐殖质结合形态的影响。[方法]采用设置休闲、玉米连作和玉米—大豆轮作3种耕作方式进行长期定位试验。[结果]不同耕作方式对黑土有机无机复合状况有明显的影响。休闲、连作及轮作均能增加土壤有机碳及其各组分、重组有机碳含量以及原土复合量,提高土壤活性有机碳含量,降低土壤有机碳的氧化稳定性及原土复合度。连作和轮作增加黑土土壤追加复合量和追加复合度,以轮作效果最好。不同耕作方式中各种结合形态的腐殖质在绝对含量上均有明显提高,以松结合态腐殖质增加较多。[结论]轮作更有利于提高土壤HA/FA比值、HA的E4/E6比值、土壤松结合态腐殖质含量及土壤重组腐殖质碳的松/稳和松/紧比值。     

有机质去除对黄土纳米颗粒悬浮液稳定性的影响

土壤纳米颗粒是有机无机复合体,研究有机质对土壤纳米颗粒体系稳定性的影响具有重要意义。以塿土和褐土纳米颗粒以及去除有机质塿土和去除有机质褐土纳米颗粒为研究对象,分别测定颗粒的粒径分布、zeta电位、临界聚沉浓度(Critical coagulation concentration,CCC)等指标,利用德查金-朗道-维韦-奥弗比克(Derjauin-Landau-Verwey-Overbeek,DLVO)理论计算颗粒的哈默克(Hamaker)常数和相互作用能。结果表明:塿土和褐土纳米颗粒的平均直径分别为94.00nm和88.20 nm,去有机质黄土纳米颗粒的平均直径则略高于100 nm;相较于黄土纳米颗粒,去有机质黄土纳米颗粒的zeta电位绝对值降低,颗粒间静电排斥势能降低;DLVO模型拟合得到塿土和褐土纳米颗粒在真空中的哈默克常数分别为6.86×10~(-20) J和9.73×10~(-20) J,去有机质处理后相应数值为3.14×10~(-20) J和3.40×10~(-20) J,后者范德华引力势能降低;去有机质黄土纳米颗粒间总势能高于黄土纳米颗粒,其CCC更大,稳定分散能力更强。土壤有机质含量越高,有机无机复合程度越高,颗粒越趋向于凝聚,这可能是有机质增强团聚体稳定性的原因之一。     

复合絮凝剂聚合氯化铝-壳聚糖中铝形态分布的研究

制备了无机—有机天然高分子复合絮凝剂聚合氯化铝—壳聚糖(PAC-CTS),并采用A l-F erron逐时络合法研究了壳聚糖(CTS)的粘度(ηCTS)、含量(C)和聚合氯化铝(PAC)的碱化度(B)对无机—有机天然高分子复合絮凝剂PAC-CTS中铝形态分布的影响。结果表明,当B值为1.5和CηTS值为100 m Pa.s时,PAC-CTS与A l-F erron试剂反应速率最高;随着C值的增加,小分子的A l(Ⅲ)聚合物含量越小,PAC-CTS与A l-F erron试剂反应速率也越低。从PAC-CTS中A lb含量可推断PAC-CTS(B=1.5,ηCTS=800 m Pa.s,C=0.05 g/g)的絮凝效果应最佳。     

电位滴定法研究可变电荷土壤表面酸碱性质的进展

我国长江以南地区的土壤富含铁铝氧化物,其土壤胶体表面电荷具有可变性,显著不同于温带地区的恒电荷土壤,因而称之为可变电荷土壤。开展可变电荷土壤的表面特性研究对农业可持续发展、土壤资源保护等均具有重要的现实意义。电位滴定法是开展可变电荷土壤表面特性研究最直接有效的方法。本文首先总结了电位滴定法的实验条件设置对可变电荷土壤表观电荷零点的影响,在此基础上,归纳了应用电位滴定法结合表面络合模型开展可变电荷土壤酸碱特性的研究进展,分类讨论了黏土矿物组成、氧化物、有机质等相关影响因子对可变电荷土壤酸碱缓冲能力的影响,并展望可变电荷土壤表面酸碱缓冲能力的未来研究。本文将有助于初学者理解可变电荷土壤,呼吁更多学者关注可变电荷土壤的酸碱缓冲特性研究及其在土壤资源可持续利用中所起的重要作用。     

植物多酚吸持硫酸铁沉淀法去除猪场粪污废水中氨氮的研究

以天然植物多酚(单宁)为吸持剂,以硫酸铁为沉淀剂,研究了废水pH、初始氨氮浓度、温度、吸附剂投加量等因素对吸持沉淀法去除氨氮的影响。研究结果表明:供试材料的最大吸附量达到13.8 mg·g~(-1),是人造沸石吸附量的2.4倍;在研究设定的投加量范围内,随着投加量的增加,氨氮去除率持续上升,达到16.3%;在试验条件下,供试材料对猪场废水的吸附量达到19.3 mg·g~(-1),是人造沸石的3.3倍,略优于阳离子交换树脂。植物多酚(单宁)吸持硫酸铁沉淀法有望作为一种新方法用于含氨氮废水的快速处理。