离子强度对可变电荷表面吸附性铜离子解吸的影响:可变电荷土壤

为进一步了解离子强度对可变电荷表面吸附性铜离子连续性解吸的影响,研究两种可变电荷土壤在去离子水和0.1 mol·L~(-1)NaNO_3溶液中吸附铜离子后,依次在去离子水和浓度由低到高的NaNO_3溶液中连续解吸时,离子强度变化对不同pH段铜离子解吸的影响。结果表明,解吸过程中离子强度变化方向对解吸分值随pH升高的变化趋势的影响完全不同,当离子强度由大变小时,解吸分值曲线的总体趋势是随着pH的升高而降低,反之,曲线呈现为钟形,且当去离子水第一次解吸在0.1mol·L~(-1)NaNO_3溶液中吸附的铜离子时,两种可变电荷土壤的第一次去离子水解吸均可出现重吸附现象,但铁质砖红壤解吸分值绝对值要小于红壤。整个解吸过程中,两种可变电荷土壤的铜离子吸附性铜离子的解吸特征与高岭石基本相似,但可变电荷土壤与高岭石以及两种可变电荷土壤之间,解吸分值的变化规律均存在一定的差异性,可变电荷土壤中的氧化铁含量多少被认为是导致这些差异的主要原因。     

离子强度对铁质砖红壤铜离子连续解吸的影响

研究了昆明铁质砖红壤中水吸附性铜离子依次在包括去离子水在内的浓度从低到高的Na NO3溶液中连续解吸时,电解质浓度和有机质去除对不同p H段铜离子解吸率的影响。结果表明,当铁质砖红壤中水吸附性铜离子依次在去离子水、0.01 mol L-1Na NO3、0.1 mol L-1Na NO3及1 mol L-1Na NO3中连续解吸时,去离子水和Na NO3溶液对铁质砖红壤p H-铜离子解吸率曲线形状影响截然不同。在去离子水中解吸时,解吸率曲线表现为单调下降,当解吸平衡液p H达到5.3左右时,铜离子解吸率降至基本为零,且解吸次数不影响这一规律;在Na NO3溶液中解吸时,除1 mol L-1者外,对于0.01 mol L-1和0.1 mol L-1者,铜离子解吸率曲线均在p H4.4~4.6之间出现解吸峰。部分去除有机质对解吸率的整体变化趋势并无根本影响。研究结果表明,土壤中吸附性铜离子可在去离子水中解吸的原因与双电层重叠以及离子强度降低导致土壤表面对铜离子解吸势增加有关,而解吸峰产生的可能原因与在不同p H段,体系p H对铁质砖红壤中吸持铜离子的羟基化比例和表面电荷性质的综合影响有关。     

有机物料对辣椒生长及水库淤积物的改良效应

为探讨水库淤积物农业资源化利用途径,采用网室盆栽试验,研究了外施不同有机物料对水库淤积物为生长基质的辣椒生长的影响及对水库淤积物化学性状的改良效应。结果表明,施用商品有机肥、花生麸、鸡粪和蘑菇渣均明显提高辣椒产量,且不同程度地促进辣椒植株对氮、钾养分吸收,增加辣椒果实可溶性糖和维生素C含量。其中,施用蘑菇渣处理辣椒产量最高。外施不同有机物料均显著增加水库淤积物的有机质、碱解氮和全氮含量,有机物料对水库淤积物速效磷、速效钾、全磷和全钾含量的影响因种类不同而存在一定差异。施用鸡粪和蘑菇渣可显著提高水库淤积物pH,商品有机肥和花生麸处理对水库淤积物pH无显著影响。不同有机物料中,以施用蘑菇渣的水库淤积物交换性钙、交换性镁和阳离子代换量最高。施用不同有机物料均提高了水库淤积物综合肥力系数,改善了淤积物肥力状况,其中施用蘑菇渣处理的水库淤积物综合肥力指数最高。综合考虑辣椒产量、养分吸收、果实品质及水库淤积物化学性状和肥力状况等指标,4种有机物料中以蘑菇渣对辣椒生长和水库淤积物的改良效果最佳。     

电解质浓度对土壤吸附铜离子时氢离子释放的影响

研究了不同铜离子浓度、不同电解质浓度情况下,吸附铜离子时氢离子释放对两种可变电荷土壤和4种恒电荷土壤悬液pH的影响。研究结果表明,除了黄棕壤外,含铁量越高,由于吸附铜离子后所引起的土壤ΔpH最大值越小。加入的铜离子浓度为10-4molL-1时,铜离子吸附对中和曲线形状没有根本影响。在较低浓度时,铜离子吸附时氢离子的释放较少;而在较高浓度时,当体系pH值大于一临界值时,开始释放大量氢离子。氧化铁是引起恒电荷土壤和可变电荷土壤在吸附铜离子时氢离子释放差异产生的主要原因。电解质浓度的变化对恒电荷土壤和可变电荷土壤吸附铜离子后中和曲线变化影响有很大的区别,含铁量越高,电解质浓度对土壤吸附铜离子后的氢离子释放的影响越小。     

施磷对苦麦菜生长及土壤磷素淋失的影响

利用网室土柱模拟试验, 研究了不同磷用量[0、0.05 g·kg^-1(土)、0.10 g·kg^-1(土)、0.20 g·kg^-1(土)]对苦麦菜产量、磷素吸收和利用及土壤磷淋失的影响。结果表明, 施磷显著增加苦麦菜产量、促进植株对磷的吸收。苦麦菜产量在低磷水平[0.05 g·kg^-1(土)]时最高, 为每个土柱186.29 g。随磷用量增加, 苦麦菜产量和磷肥利用率明显降低, 植株吸磷量无明显变化。施磷显著增加土壤磷淋失量, 且随磷用量增加, 不同形态磷淋失量均显著增加。同一磷处理颗粒磷淋失量高于溶解态磷。不同磷用量条件下土壤各形态磷的淋失率均低于0.1%。低量施磷条件下溶解态磷在施磷后第10 d 出现第1 次淋失高峰; 中量和高量施磷条件下溶解态磷在施磷后第10 d 和第40 d 分别出现2 次淋失高峰。土壤总磷和颗粒磷淋失高峰期在施磷后第40~50 d 出现。施肥后第60 d, 土壤总磷、溶解态磷和颗粒磷淋失浓度均明显降低。综合考虑苦麦菜产量、磷素吸收和利用及土壤磷淋失量等因素, 苦麦菜以0.05 g·kg^-1(土)的施磷量为佳。     

广东合水水库淤积物基本化学特征分析及农业资源化利用评价

对合水水库19个淤积物样点养分和重金属含量进行了分析,结果表明:水库淤积物总体呈微酸性,全钾、有效钙和有效镁含量丰富,分别为26.01 g/kg,1 466.06 mg/kg和200.71 mg/kg;有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾等养分含量属于中等水平;阳离子代换量(CEC)为10.91 cmol/kg,具有较强的保肥、蓄肥能力。不同样点均可检测出Cu,Zn,Pb,Cd和Cr,仅大坝前样点Cd元素含量超标,其它样点各种重金属元素含量均在标准限值范围内。重金属单项污染指数和综合污染指数评价结果表明,除大坝前样点外,合水水库淤积物总体上处于清洁水平,不会影响水库淤积物的农用安全性。结合本文研究结果,将水库淤积物直接或与其它固体废弃物配合进行土地利用,是农业资源化利用的一种有效途径。     

不同NaNO_3浓度下可变电荷土壤铜离子解吸率的分配及影响因素

研究了江西红壤和昆明铁质砖红壤在去离子水中和在0.1molL-1NaNO3溶液中吸附铜离子后,依次在包括去离子水在内,浓度由低到高的NaNO3溶液中解吸时,铜离子解吸率在不同吸附pH段的分配规律。结果表明,随着吸附pH的升高,可在去离子水中解吸的铜离子解吸率变化规律与在NaNO3溶液中者完全不同。在所研究的吸附pH范围内,大致以吸附pH3.7~4.0为界,低于此值时,吸附性铜离子基本以在去离子水中解吸为主,反之则基本为交换性解吸。土壤中氧化铁含量和吸附时溶液的NaNO3浓度越高,则能被交换解吸的铜离子所占总解吸率的比例越低。其原因与不同pH段各种铜离子吸附态在不同吸附条件下的比例分配以及解吸对体系pH的影响有关。     

可变电荷土壤吸附铜离子时氢离子的释放

可变电荷土壤吸附铜离子后 ,土壤的中和曲线上不出现pH突跃 ,而变成一条平缓变化的曲线。当土壤悬液的pH低于一定数值时 ,加入铜离子后不释放氢离子。该pH值与土壤中氧化铁的含量有关。氧化铁的含量越高 ,该pH值越高。对于大多数可变电荷土壤 ,此pH值为 4左右。对可变电荷土壤 ,pH值越接近 4,氢离子释放的快速过程越不明显。在pH 4左右 ,加入铜离子后 1 0分钟时 ,释放的氢离子量仅占 6 5分钟时释放量的 3 0 %左右。但当pH值高于 4 5时 ,在大多数情况下 ,加入铜离子后半分钟时释放的氢离子量即可占 6 5分钟时的 5 0 %以上。恒电荷土壤吸附铜离子时氢离子的释放速度比可变电荷土壤快得多。即使pH值低至 3 8,在加入铜离子后半分钟时氢离子的释放量即占 6 5分钟时的 5 6 %以上。可变电荷土壤吸附铜离子时的H/Cu比比恒电荷土壤大得多。当恒电荷土壤悬液中加入0 1mo1L- 1 NaNO3作支持电解质时 ,吸附铜离子时的H/Cu比增大。     

硫酸根离子添加顺序对可变电荷土壤吸附铜离子的影响

研究了SO2-4添加顺序对三种可变电荷土壤(昆明铁质砖红壤、徐闻砖红壤和江西红壤)吸附Cu2+的影响,作为对照,也研究了其对恒电荷土壤(黄棕壤、棕壤)以及两种不同矿物(高岭石与针铁矿)吸附铜离子的影响。实验结果表明,在同等条件下,SO2-4添加顺序对两类表面性质不同的土壤吸附Cu2+有着不同的影响。对于恒电荷土壤,SO2-4添加顺序对土壤吸附Cu2+几乎没有影响。同等pH条件下,对可变电荷表面而言,加入CuSO4者具有最高的Cu2+吸附率;对昆明砖红壤、徐闻砖红壤以及针铁矿和高岭石而言,先加入Cu2+者相对先加入SO2-4者Cu2+吸附率更高;对江西红壤而言,上述这个次序则刚好相反。SO2-4浓度和有机质去除对同等pH条件下铜离子吸附率高低的排序并无实质性影响。     

连续解吸中离子强度对可变电荷土壤和高岭石体系pH的影响

研究了两种可变电荷土壤中在去离子水中和0.1 mol L-1 Na NO3溶液中吸附铜离子和钙离子后依次被浓度从低到高的Na NO3溶液连续解吸时,离子强度变化对每次解吸前后体系p H变化(Δp H)的影响,为了进一步了解其相关机理,作为对照,也研究了各种条件下,离子强度变化对高岭石Δp H的影响。结果表明,无论是否有吸附性二价阳离子的存在,或者吸附性阳离子属性(专性吸附型离子或电性吸附型离子)如何,当样品依次被去离子水、0.01 mol L-1 Na NO3、0.1 mol L-1 Na NO3以及1 mol L-1 Na NO3解吸时,在去离子水中和Na NO3溶液中的解吸过程对Δp H的影响截然不同。总体而言,如果解吸时体系离子强度趋于降低,Δp H将为正值,反之则为负值,且Δp H变幅开始增大时的起始点所对应的p H吸附基本相同,该起始点应该与高岭石ZPC(电荷零点)紧密相关。对上述结果的分析表明,解吸过程中,引起上述Δp H变化规律的根本原因之一是连续解吸过程中的离子强度变化导致的可变电荷表面的表面电位变化。