改性蛇纹石对Pb2+的吸附机理及吸附条件优化

为提升蛇纹石对污染物Pb²⁺的去除效果,实现废水中Pb²⁺的高效去除,本研究将天然蛇纹石矿物高温改性,探究改性后蛇纹石对Pb²⁺的吸附机理、解吸情况及蛇纹石用量、溶液的初始pH、蛇纹石粒径大小和吸附时间对吸附量和Pb²⁺去除率的影响,并通过Box-Behnken响应面法优化改性蛇纹石吸附Pb²⁺的实验条件。结果表明：改性蛇纹石吸附性能明显提升,理论最大饱和吸附容量更高,二者吸附过程均更符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,且吸附过程为自发吸热进行的。改性蛇纹石吸附Pb²⁺的机理主要为蛇纹石裂解产生的Mg²⁺与溶液中溶解的CO₂结合形成MgCO₃,MgCO₃与溶液中的Pb²⁺发生溶积置换生成PbCO₃沉淀;Pb²⁺与改性后蛇纹石表面形成的高能键结合,以Pb（NO₃）₂·Si-O、PbO·O-Si-O配合物的形式吸附在蛇纹石表面。改性蛇纹石在溶液中Pb²⁺的解吸量及解吸率均较低,改性蛇纹石对Pb²⁺的吸附情况较为稳定,Pb²⁺不易被解吸出来。改性蛇纹石对溶液中Pb²⁺最佳吸附条件为固液比为1∶200（m∶V）,pH=5.5,粒径为140目,吸附时间为36 h,此时吸附量及Pb²⁺去除率分别为15.26 mg·g^-1、79.89%。研究表明,改性蛇纹石对Pb²⁺吸附性能明显提升,具有较高吸附容量且吸附较为稳定不易解吸,对去除废水中Pb²⁺具有潜在应用价值。     

大豆和小麦对矿物钾的活化作用研究

大豆、春小麦均能有效地活化利用白云母、钾长石中的结构性钾,结构钾释放量为19.53mg kg-1~45.46mg kg-1。春小麦和大豆根系分泌的有机酸主要为草酸、酒石酸和柠檬酸,其次为乳酸、乙酸和苹果酸。草酸溶液酸性较强,络合能力也强,其活化钾的能力最强。苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乙酸和乳酸亦可有效地促进白云母和钾长石的分解,但活化土壤钾的能力比较低。低分子量有机酸作用下矿物钾的释放是酸性水解和络合溶解双重作用的结果。草酸、酒石酸、柠檬酸是影响大豆、春小麦吸收利用矿物钾的主要低分子量有机酸。     

不同施肥处理对设施土壤团聚体内颗粒有机碳含量的影响

以 19 年的设施蔬菜栽培长期定位试验土壤为材料,采用团聚体和土壤有机 C 物理分组方法,研究了长期不同施肥处理对团聚体内颗粒有机 C(POM C)含量变化的影响.结果表明,长期施肥使＜53 μm 团聚体向微团聚体和大团聚体转化,有利于 POM C 的富集.长期施用有机肥和有机无机肥配施处理的土壤大团聚体内微团聚体之间的粗 POM 和单施无机肥处理的粗 POM 平均 C 含量要比不施肥处理高 6.97 倍和 4.8 倍.施肥对细 POM C 含量的影响没有明显规律,但土壤细 POM C 的含量远远大于粗 POM C.长期施用有机肥料或配施无机肥(除 AN 处理外)还提高了大团聚体包裹的微团聚体内(intra-mM)的和游离微团聚体内的(free intra-m)POM C 含量,而无机肥的施用却导致了二者 C 含量下降 22.5% ～ 21.1%.     

腐殖酸对耕地棕壤固钾与释钾作用的影响研究

通过室内等温培养试验,研究了施用富里酸和胡敏酸对耕地棕壤钾素释放和固定作用的影响。结果表明,施用腐殖酸可以促进土壤钾素的释放,并有随腐殖酸用量提高而增高的趋势。其中,施用富里酸4%,在25℃条件下培养21d,土壤的钾素释放量增加了6.25%,而在相同条件下,施用胡敏酸土壤钾素的释放量仅增加了2.26%;施用腐殖酸可以降低土壤对外源钾的固定量,在施用外源钾400mgkg-1土条件下,与对照比较各处理的固钾量差异均达到了极显著水平。外源钾施用方式对腐殖酸降低土壤固钾作用的影响不同,腐殖酸与土壤恒温培养7d以后施用钾素的固钾量低于钾素与腐殖酸同时施用处理的。腐殖酸对土壤钾素释放和固定的影响是通过对含钾矿物的溶解和层间堵塞以及对钾素的吸附作用实现的。     

长期定位施肥条件下设施土壤磷的解吸特性

研究了长期定位条件下不同施肥处理的蔬菜保护地土壤磷的解吸特性.结果表明:有机肥对土壤磷素的解吸过程并没有明显的促进作用.但是不同的肥料配施对其影响较大,其中BNPK处理的解吸率最高,该土壤磷的有效性最高,但持续供磷能力较弱;AK处理的磷解吸率最低,该土壤磷有效性最低.     

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.     

农业面源污染现状及其防治措施

农业面源污染已成为我国农村生态环境恶化的主要原因之一,严重制约了农业和农村经济环境的可持续发展。本文全面阐述了我国农业面源污染现状,指出农业面源污染主要污染源是农药化肥、畜禽养殖、农膜、秸秆和居民生活污水以及固体废弃物,分析了农业面源污染的主要危害,提出了相应的防治措施。     

长期定位施肥对蔬菜保护地土壤钾素Q/I特性的影响

研究蔬菜保护地18个长期定位施肥处理的土壤钾素Q/I曲线特性,结果表明,不同长期定位施肥蔬菜保护地土壤供钾容量(-?K0即QK)、供钾强度(AReK即IK)和缓冲能力PBCK差异明显,土壤基本理化性质的差异是其存在差异的根本原因;土壤CEC、速效钾、粘粒、有机质含量越高,土壤-?K0、AReK值越大,PBCK值越小.影响各处理Q/I曲线特性的主要原因各异,施有机肥的各处理主要因为CEC和速效钾含量高,从而-?K0和AReK值较高,PBCK值较低;施钾肥的各处理主要因为速效钾含量高,具有较高的-?K0和AReK值和较低的PBCK值;施高量氮肥的处理有较低的-?K0值和PBCK值和较高的AReK值,这或许与NH4+浓度大有关.     

长期定位施肥对设施土壤团聚体内颗粒有机碳含量的影响

以长期定位施肥的设施土壤为材料,采用土壤有机碳物理分组方法,研究了长期定位施肥对团聚体内颗粒有机碳(POMC)含量的影响.结果表明,有机肥和有机无机肥配施处理下的土壤大团聚体内微团聚体之间的粗POM和单施无机肥处理的粗POM平均碳含量要比不施肥高6.97倍和4.85倍.施肥对细POM C浓度的影响没有明显规律.长期施用有机肥料或配施无机肥(除AN处理外)还提高了大团聚体包襄的徽团聚体内(intra-mM)的和游离微团聚体内的(free intra-m)POM C含量,而无机肥的施用却导致了intra-mM和free intra-mPOM C含量下降22.5%～21.1%.     

长期不同肥料配施对设施土壤Hedly无机磷形态组成的影响

以设施蔬菜长期定位施肥试验土壤为研究对象,采用修正的Hedly磷素形态分级方法,探讨设施土壤不同肥料配施条件下,Hedly无机磷形态变化特征及其与氮钾养分之间的作用关系。结果表明:氮肥的施用能够在一定程度上降低设施土壤中活性无机磷和稳定性无机磷的含量,其中H2O-P对氮肥施用的响应程度最为明显,而对土壤中等活性无机磷(NaOH-Pi)含量有一定的提高作用。钾肥在与磷肥配施过程中对各个形态无机磷含量均有较大程度提高,但是在单独施用和与氮肥配施过程中对无机磷含量影响不大。可见,在设施栽培条件下土壤磷素形态组成发生了较大的变化,管理过程中磷肥要注意适当配合钾肥的施用,才能有效提高磷肥的利用效率。