蒙山茶园土壤组分对铝吸附解吸热力学特征的影响

采用间歇法和振荡平衡法,通过实验室模拟,研究了蒙山茶园土壤(紫色土和黄壤)原土及各粒级组分对铝吸附解吸的热力学特征,并分析土壤有机质、游离氧化铁和CEC对其吸附解吸的影响。结果表明:(1)不同土壤原土及各粒级组分对铝的吸附量都随铝离子浓度的增大而增加,且各粒级土壤对铝的吸附量不同,表现为土壤颗粒比表面越大,有机质、游离氧化铁和CEC越高,其吸附量越大。紫色土原土及各粒级组分对铝的等温吸附过程用Freundlich方程描述最佳,说明紫色土对铝的吸附是多层吸附;而黄壤原土及各粒级组分对铝的等温吸附过程则用Langmuir方程描述最佳,说明黄壤对铝的吸附以单层吸附为主。(2)紫色土原土及各粒级组分对铝的解吸率表现出以下关系:粗砂粒原土细砂粒粉粒粘粒,黄壤原土及各粒级组分对铝的解吸率则表现出以下关系:细砂粒粗砂粒原土粉粒粘粒,两者解吸率的大小关系均与其有机质及游离氧化铁相反,表明两种土壤的原土及各粒级组分中有机质和游离氧化铁越高,其专性吸附率就越高,从而解吸率越小,说明土壤有机质和游离氧化铁影响土壤对铝的固持能力。(3)土壤最大吸附量与有机质、游离氧化铁含量和CEC都表现出显著或极显著的正相关关系,而其最大解吸率也均与有机质、游离氧化铁含量和CEC表现出显著或极显著的负相关关系。     

长期不同施肥对黄壤磷素吸附–解吸特性的影响

[目的]磷吸附–解吸特性对土壤磷素有效性和环境流失风险有重要影响.研究长期不同施肥对黄壤旱地磷吸附–解吸特性的影响,可为黄壤区合理施用磷肥提供理论依据.[方法]供试黄壤肥力长期定位试验位于贵阳,始于1995年.设有对照(CK)、施氮钾肥(NK)、施氮磷钾肥(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥化肥配施(MNPK)5个处理...     

氟在苏打盐碱土中的吸附-解吸特征研究

在室内培养条件下,以苏打盐碱土为供试土壤,采用平衡振荡法,研究该土对氟的吸附和解吸特征。结果表明,苏打盐碱土对氟的吸附量和解吸量均随着初始氟浓度的增加而增加,最大吸附量为216.97 mg kg-1,最大解吸量为200.17 mg kg-1,而解吸率则呈先降低后升高的趋势,最低解吸率为62.79%。Langmuir方程能够较好的拟合该土对氟的等温吸附过程,但分段拟合结果表明,当初始氟浓度较低时,虽然最大吸附量较大,但吸附强度较弱,吸附的最大缓冲容量较低,致使被吸附的氟极易解吸下来;提高初始氟浓度后,吸附强度增强,解吸率下降,吸附比较牢固。这说明苏打盐碱土对氟的吸附强度受初始氟浓度的影响较大。     

土壤不同粒径组分对菲的吸附解吸行为的研究

有机污染物在土壤环境中的行为主要取决于它们与土壤不同组分之间的相互作用,土壤不同粒径组分中有机质的含量和结构特征以及矿物组成不同,它们对有机污染物的环境行为影响也不同。本研究用物理方法将两种不同类型土壤水稻土(SEBC-07)和红壤(SEBC-13)分成粒径大小不同的土壤组分(<2μm、2~20μm、20~54μm、54~105μm、105~280μm、>280μm),研究了它们对菲的吸附解吸行为。SEBC-07土样不同粒径组分对菲的吸附容量(Kf)从大到小顺序为:2~20μm、20~54μm、54~105μm、<2μm、>105μm;SEBC-13土样不同粒径组分的Kf值从大到小顺序为:20~54μm、<2μm、2~20μm、54~105μm、105~280μm、>280μm。除<2μm和20~54μm的粒径组分外,有机质含量较高的水稻土不同粒径组分对菲的吸附容量都明显高于有机质含量较低的红壤。两种土壤20~54μm组分的Koc值都最大,然后向粒径增大和减小的方向都逐渐降低。不同粒径组分的Kf和Koc值与它们的理化性质(有机碳含量、比表面积)都没有显著的相关性。两种土壤的不同粒径组分对菲的解吸都有不同程度的滞后现象。     

川西黄壤磷和氟在不同处理条件下的竞争吸附特征

本研究利用响应面模型分析不同比例生物质炭、初始p H、初始磷浓度以及初始氟浓度下川西黄壤磷和氟的竞争吸附特征,以为土壤氟固定和土壤施肥技术提供新思路。研究表明:在竞争作用下,不同处理条件对磷的吸附量影响大小顺序为:初始氟浓度>pH>初始磷浓度>生物质炭比例;对氟的吸附量影响大小顺序为:初始氟浓度>初始磷浓度>pH>生物质炭比例。考虑到各因素之间的交互作用,根据响应面模型得出在pH、生物质炭比例、初始磷浓度、初始氟浓度等因素的共同影响下的最优反应条件为:p H 5.0、生物质炭比例2.9%、初始磷浓度144.0 mg/kg、初始氟浓度178.8 mg/kg,在此条件下模型预测的磷、氟的吸附量分别为949.6 mg/kg、1 622.0 mg/kg。     

名山河流域黄壤组分对微团聚体吸附解吸镉的影响

选取名山河流域4种土地利用方式（林地、水田、茶园、旱地）的黄壤为研究对象,采用平衡液等温吸附法和NH4OAC、EDTA溶液解吸法,研究土壤组分（有机质、游离氧化铁）对微团聚体吸附解吸Cd2＋的影响。结果表明：去除土壤组分前后,原土及各粒径微团聚体对Cd2＋的吸附量均随Cd2＋初始浓度增大而增大,吸附量均按以下次序递减：（〈0.002mm）〉2～0.25mm〉原土〉0.053～0.002mm〉0.25～0.053mm,与有机质、游离氧化铁、CEC呈极显著正相关。吸附减少量大小关系为：去除有机质〉去除游离氧化铁,有机质的贡献率大于游离氧化铁。Freundlich方程拟合效果最佳,达到极显著水平,分布系数Kd值与Cd2＋初始浓度呈曲线负相关。NH4OAC解吸率随原吸附Cd2＋初始浓度增大而增大,以最大解吸率计,递减规律为：0.25～0.053mm〉0.053～0.002mm〉原土〉2～0.25mm〉（〈0.002mm）;EDTA解吸率随原吸附Cd2＋初始浓度增大而减小,递减规律与NH4OAC解吸率相反。去除土壤组分后,NH4OAC解吸率上升,EDTA解吸率下降,茶园与旱地黄壤非解吸率减小,林地与水田黄壤非解吸率增大。去除土壤组分后,非专性吸附与吸附总量呈极显著正相关,专性吸附与吸附总量呈极显著负相关。     

磺胺嘧啶在土壤及土壤组分中的吸附/解吸动力学

抗生素在土壤中的吸附/解吸及迁移过程受其理化性质的强烈影响,其中土壤中的矿物成分,如高岭石、蒙脱石及腐殖酸等是重要控制因素。本文主要研究了磺胺嘧啶在土壤、高岭石、蒙脱石和腐殖酸中的吸附/解吸动力学过程,并对反应前后的高岭石、蒙脱石和腐殖酸进行傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared, FTIR)表征,探讨其可能的吸附机理。结果表明:磺胺嘧啶的吸附(解吸)动力学过程,可以分为快速吸附(解吸)、吸附解吸动态平衡和吸附(解吸)平衡3个阶段;磺胺嘧啶在土壤及其3种组分中的吸附(解吸)均可在24 h内达到平衡,其浓度高低会导致土壤及其组分的吸附差异,不同土壤组分中的官能团含量、带电性质及氢键是造成吸附差异的主要原因;分别用伪一级动力学模型、伪二级动力学模型和Elovich模型对其吸附过程进行拟合,其动力学吸附过程更符合伪二级动力学模型,R20.99,主要受控于物理化学吸附;FTIR图谱表明磺胺嘧啶与高岭石以物理吸附为主,并有少量氢键作用,与蒙脱石之间主要以氢键作用完成吸附,而在腐殖酸中存在表面络合和π–π共轭作用。     

几种土壤对氟的吸附和解吸

中南地区6种土壤8个层次的氟吸附和解吸试验结果表明:供试土壤的氟吸附与Langmuir、Freundilich和Temkin方程均有较好的拟合性;花岗岩发育土壤的氟吸附量明显大于红砂岩和紫红色砂页岩发育的土壤。赤红壤、砖红壤、紫色土和黄棕壤性土吸附的氟可为0.1mol／LKOH完全解吸，而红壤和黄棕壤的氟解吸部分滞后，滞后的原因与14nm过渡性矿物较多有关。上还土壤吸附氟均不能被水完全解吸，解吸率因土壤不同而不同。花岗岩发育土壤的氟解吸率（26.9％～40.0％）比其他母质土壤（4.8％～94.2％）低。供试土壤对氟吸附和解吸的差异与土壤矿物特性，尤其是氧化物数量有关。     

施用石灰对果园酸性土壤镁吸附-解吸特征的影响

通过研究施用石灰对蜜柚果园酸性土壤镁吸附-解吸特性的影响,明确施用石灰对酸性土壤镁有效性的改良效果,为酸性土壤改良提供科学依据。以土壤培养试验以及田间石灰改良试验所采集土壤样品开展等温吸附试验,并以0.02 mol·L~(-1) Na NO_3进行解吸试验。结果表明,(1)随着石灰用量的增加,土壤p H及交换性盐基离子含量增加,且对果园不同土层土壤影响程度大小依次为0～10 cm(L1)10～20 cm(L2)20～40 cm(L3);(2)用Langmuir方程可以对吸附等温线进行较好拟合,描述土壤对镁的吸附作用(R~2=0.957～0.999),随着平衡液镁浓度的增加,土壤对镁的吸附量增加,吸附分配系数(K_d)下降。随着石灰施用量增加K_d上升,土壤固定镁的能力越强;(3)随着石灰用量的增加,土壤镁的解吸量先增加后下降,其大小依次为C2(1.8 mg·kg~(-1))C3(3.6 mg·kg~(-1))C1(0.9 mg·kg~(-1))C0(0),而解吸率呈现逐步下降的趋势;(4)土壤镁的吸附能力与pH、有机质、交换性Ca~(2+)、交换性Mg~(2+)、盐基饱和度存在显著正相关性(P0.05),与交换性酸、交换性Al~(3+)呈显著负相关(P0.05),解吸能力则反之。综上所述,合理施用石灰可以有效地改善土壤酸度,增加土壤镁的吸附量和解吸量,提高土壤镁的有效性。     

西北典型林地和农田土壤锌的吸附-解吸特性研究

采集我国西北地区的黄绵土、土娄土和石灰性褐土3种典型土壤,分别包括农田和自然林地土壤,通过不同土壤类型及利用方式的比较,研究这三类土壤对锌的吸附-解吸特性。结果表明,各土壤对锌的吸附量均随平衡液锌浓度的增加而增大,均可用Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程来描述,相关系数均达到显著或极显著水平;土壤对锌的解吸量随吸附量的增大而增加。在3种土壤中土娄土对锌的最大吸附量、最大缓冲容量以及对锌的吸附作用力以及固定量都最大;石灰性褐土对锌的最大吸附量大于黄绵土,而黄绵土对锌的最大缓冲容量、吸附作用力和固定量大于石灰性褐土。3种土壤对锌的吸附和解吸曲线有明显的相似性,自然林地土壤改为农田利用后,土壤对锌吸附-解吸性质均有一定的变化,但变化不是太大。     

几种土壤氟吸附动力学研究

采用平衡法对我国几种土壤氟吸附的动力学过程进行了研究。结果表明,不同土壤氟吸附的动力学参数差异很大,黄壤的最大吸附量最高,棕壤最低,棕壤的平衡时间最短,石灰土的平衡时间最长。不同土壤的氟吸附动力学参数与土壤理化性质有很大相关性。供试土壤的氟吸附动力学过程用双常数方程和E lovich方程描述获得了良好的拟合效果。而一级动力学方程和二级动力学方程都不适合土壤氟吸附动力学过程的描述。不同土壤的k值和β值证明黄壤较其他土壤吸附速率大,对加入土壤中氟的缓冲性大。     

硫酸铝对苏打盐碱土吸附氟的影响研究

采用平衡振荡法,通过加入不同比例的铝、氟来研究硫酸铝对苏打盐碱土吸附氟的影响。结果表明:苏打盐碱土加入硫酸铝以后,能够缩短对氟的吸附平衡时间,并且随着铝用量的增加和吸附时间的延长,氟的吸附量呈增加,而解吸率呈降低的趋势;其中1︰1铝氟摩尔比处理的吸附量高达640.45 mg/kg,为不施铝处理的6.5倍,但是其解吸率最低,为24.7%,为对照处理的0.3倍。这与Al3+和F–络合形成不同比的铝氟配合物,Al3+水解后降低土壤溶液pH,并形成羟基铝,进而与盐碱土中的蒙脱石形成聚合羟基铝–蒙脱石复合体有关。因此,铝的存在可以增加苏打盐碱土对氟的吸附,降低解吸率,进而减小氟在该土中的迁移,降低其生物有效性。     

吉林省西部氟病区苏打盐碱土氟的赋存形态及分布特征

为了研究吉林省西部氟病流行区农田土壤的氟形态及其分布特征,采用连续浸提法,对该区域内45个表层土壤和6个剖面土壤的氟含量进行了测定,并与土壤理化性质进行相关分析。结果表明,表层土壤全氟含量变化范围为200~450 mg/kg,平均值为266.17 mg/kg,低于全国土壤氟背景值和对照黑土,但是其生物有效性强,水溶态氟和交换态氟平均含量分别为13.73、8.49 mg/kg,均高于对照黑土。土壤剖面中,残余态氟和全氟含量呈40~60 cm0~20 cm20~40 cm;铁锰结合态氟分布较均匀;其他形态氟则随着土层加深呈降低趋势。交换态氟与其他形态氟间呈显著或极显著的正相关关系,为各形态氟相互转换的过渡形式。pH与水溶态氟、有机束缚态氟、铁锰结合态氟呈极显著或显著正相关,与交换态氟呈极显著负相关;碳酸钙、CEC分别与水溶态氟和交换态氟呈极显著正相关;另外,有效磷与交换态氟呈显著正相关;有机质与水溶态氟、铁锰结合态氟和有机束缚态氟呈显著或极显著正相关;游离氧化铁和游离氧化铝分别与交换态氟和铁锰结合态氟呈显著或极显著正相关。降低苏打盐碱土pH是降低氟生物有效性的首选方法。通过对以上土壤参数进行分析,为今后降低该区域土壤中氟的生物有效性提供技术支持。     

四川盆地丘陵区农田土壤对磷的吸附与解吸特征

研究了四川盆地丘陵区典型水田和旱地土壤对磷的吸附与解吸特征,并讨论了吸附-解吸参数与土壤基本理化性质的关系。结果表明,不同pH的农田土壤对磷的吸附和解吸均存在显著差异,土壤对磷的吸持能力表现为中性土壤〉酸性土壤〉石灰性土壤,中性有利于土壤吸附磷;水稻土对磷的最大吸附容量（Qm）和最大缓冲容量（MBC）高于紫色土,而临界平衡磷浓度（EPC0）和解吸率（b）低于紫色土。农田土壤对磷的吸附与解吸参数还受土壤理化性质的影响,Qm和MBC与有机质含量、无定形铁（Fe-ox）含量呈极显著正相关（P〈0.01,n=6）;吸附常数（K）与有机磷含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）;EPC0与土壤pH、CaCO3含量呈显著负相关,与有机磷含量呈显著正相关（P〈0.05,n=6）;b与Fe-ox含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）。     

pH对砖红壤和黄棕壤Cu~(2+)吸附与解吸的影响

对砖红壤和黄棕壤在不同浓度、不同pH下吸附和解吸Cu2+进行了测定。结果表明, 2种土壤Cu2+吸附量均随平衡液中Cu2+浓度增加而增大,两者关系较好地符合Langmuir吸附方程。Cu2+吸附量随pH升高而增加,Cu2+分配系数的对数与pH呈极显著的线性正相关,吸附一个Cu2+所释放H+的平均数砖红壤(1. 19)大于黄棕壤(1. 01)。可解吸Cu2+的数量随pH升高和吸附Cu2+的数量增加而增加,在pH4~6下,黄棕壤吸附Cu2+及可解吸Cu2+的比例(平均为10. 5% )大于砖红壤(平均为3. 1% )。由此认为, 2种土壤吸附Cu2+虽以专性吸附为主,但砖红壤的表面吸附点位较少,专性吸附点位的比例较高,对Cu2+的亲和性或专性吸附性大于黄棕壤。     

生物质炭对茶园土壤水溶性氟吸附特性的影响

采用室内培养试验法对添加生物质炭的茶园土壤水溶性氟吸附特性进行了研究。结果表明,茶园土壤随生物质炭添加量增加对水溶性氟的吸附量和吸附率均逐渐降低,应用等温吸附Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程均能够较好地描述其吸附规律,其中以Freundlich方程拟合曲线最佳。随生物质炭添加量的增加土壤氟净吸附量逐渐降低。各处理土壤的氟吸附动力学过程包含吸附快反应和慢反应阶段,平衡时间小于120 min区间为吸附量快速上升期,平衡时间达到1 440 min后0.25%和0.50%生物质炭添加量处理土壤基本达到平衡状态。从双常数方程、Elovich方程和一级动力学方程拟合方程计算得到的理论吸附量与试验实测吸附量之间的符合程度较高,可准确描述添加生物质炭土壤对水溶性氟的吸附过程。添加生物质炭使土壤p H值升高与茶园土壤对水溶性氟最大吸附量、吸附强度和净吸附量的降低密切相关。     

不同生物质炭对棕壤中磷素吸附解吸的影响

为了减少土壤磷素流失,提高磷肥利用效率,探究不同生物炭对棕壤中磷素吸附解吸行为的影响规律,以水稻秸秆、玉米秸秆和花生壳为原材料,利用限氧升温炭化法制备生物炭,通过批量吸附实验研究了生物炭种类和生物炭添加量对棕壤磷吸附解吸的影响。结果表明：水稻秸秆生物炭在添加量为0.4%时显著提高棕壤对磷的吸附量,花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭则显著降低棕壤对磷的吸附量；等温吸附曲线表明,不同生物炭均未改变等温吸附曲线的变化趋势,均可用Langmuir方程和 Freundlich 方程进行描述(R²>0.93),其中 Langmuir 方程拟合效果更好,不同处理对磷的理论吸附量大小顺序为：水稻秸秆生物炭+棕壤>棕壤>花生壳生物炭+棕壤>玉米秸秆生物炭+棕壤；吸附动力学实验表明,不同生物炭均未改变磷吸附动力学曲线的变化趋势,在所有动力学模型中,准二级动力学模型最适合描述土壤对磷的吸附行为(R²>0.99),其次为准一级动力模型(R²>0.99)和Elovich动力学模型(R²>0.88)；三种生物炭均显著促进棕壤对磷的解吸,当生物炭添加量为≥0.2%时,水稻秸秆生物炭、玉米秸秆生物炭和花生壳生物炭,分别可提高棕壤对磷的解析率50%、70%和90%以上。由此可见,不同生物炭可提高棕壤对磷素的供应和利用,水稻秸秆生物炭在减少棕壤磷素流失、保护生态环境方面具有更大的应用价值。     

纳米TiO2对土壤Hg2+吸附解吸性能的影响

为了研究纳米TiO_2对土壤吸附解吸汞性能的影响,以三峡水库消落区土壤为代表,选择2种晶型(锐钛矿和金红石)的纳米TiO_2颗粒,设置3个浓度梯度(2,4,8g/kg),制成含有不同浓度纳米TiO_2颗粒的土样,配制不同浓度的Hg~(2+)溶液,进行吸附解吸试验。结果表明:纳米TiO_2颗粒可提高土壤对Hg~(2+)的吸附量,但受颗粒的晶型和浓度的影响;锐钛矿颗粒对土壤吸附解吸Hg~(2+)的影响更大,其吸附作用力更强,不易解吸,其中4g/kg处理组吸附作用最强,与对照相比,最大吸附量可提高32.65%,且其解吸率低于对照组;金红石颗粒处理组对Hg~(2+)的吸附量随颗粒浓度的升高而增大,但吸附作用力较弱,容易被解吸,8g/kg处理组影响最大,与对照相比,最大吸附量提高18.18%,但其解吸率也最大。因此,纳米TiO_2颗粒增强土壤对汞的吸附作用,从而可能影响汞在环境中的迁移转化过程,特别是锐钛矿型颗粒。