不同质地棉田土壤对磷吸附与解吸研究

研究了不同质地棉田土壤对磷吸附与解吸的影响。结果表明:不同质地磷素等温吸附曲线与Langmuir、Temkin和Freundlich方程拟合度都达极显著水平,尤以Langmuir方程拟合度最高,相关系数均在0.94以上;磷吸持指数(PSI)、土壤最大缓冲容量(MBC)和吸附量均随粘粒含量的增加而增大,即粘土壤土砂壤土,而易解吸磷(RDP)、解吸量、解吸率和标准需磷量(SPR)呈下降趋势,即砂壤土壤土粘土。以Langmuir方程估算棉田土壤的需磷量,砂壤质棉田需磷量为12.87mgkg-1,壤质棉田需磷量为12.66mgkg-1,粘质棉田需磷量为10.00mgkg-1。     

冻融作用对棕壤磷素吸附-解吸特性的影响

以棕壤为研究对象,采用室内模拟冻融环境的方法,研究土壤磷素吸附-解吸行为,采用Langumuir、Freundlich和Temkin方程对吸附过程进行拟合分析,定量研究冻融作用对土壤磷素吸附机制的影响,同时建立土壤磷素解吸量与吸附量关系方程,进一步探讨冻融土壤磷吸附-解吸特性。结果表明,冻融条件下棕壤对磷的吸附规律一致,吸附量均随着平衡溶液中磷浓度增加而逐渐增大,与未冻融土壤相比,冻融后土壤磷等温吸附曲线变得平缓。冻融条件下磷等温吸附曲线用Langmuir方程拟合相关性最好。土壤磷素解吸量与相应最大吸附量符合线性相关。冻融后土壤磷固定吸附量低于未冻融土壤,即冻融过程促进土壤磷素释放,增加了土壤磷流失风险。多次冻融循环对土壤磷吸附-解吸行为影响更为强烈。     

鄱阳湖洲滩湿地土壤-水-植物系统中磷的静态迁移研究

通过采集鄱阳湖典型洲滩湿地土壤和植物来开展磷的静态迁移模拟实验,研究了鄱阳湖洲滩湿地土壤-水-植物系统对磷的吸收、释放及转移规律,并对静态实验前后,不同形态磷素在系统中的迁移量进行了监测。在此基础上,利用Freundlich模型和Langmuir模型对鄱阳湖洲滩湿地土壤基质对磷的吸附解吸特性进行了一元线性回归分析。结果表明:磷素不断从土壤和水体中释放出来,被植物大量的吸收。在培育之前,植物体内磷含量为1.0 mg g-1,水样磷浓度为2.3 mg L-1;而试验后植物体内磷含量为2.1 mg g-1,水样磷浓度为0.062 mg L-1。随着植物根系的生长,对磷素需求不断变大。直至试验进行到28d时,植物体内的磷素含量趋于恒定。同时,由土壤磷分级试验可看出,试验前后Al-P含量变化较小,Ca-P含量略有增加,Fe-P含量增幅较大。相对于Freundlich模型而言,采用Langmuir模型对湿地土壤基质对磷的吸附过程进行模拟相关性更好。该研究成果旨在为防治湖泊水体污染、开展湿地污染物的环境效应研究提供科学的理论依据。     

不同来源生物炭对土壤磷吸附解吸的影响

主要研究了水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳四种来源的生物炭对土壤磷吸附解吸的影响。研究结果表明:生物炭对土壤磷吸附的影响取决于土壤溶液中磷的浓度,与对照相比,在中低磷浓度(0~90 mg L-1)时,四种生物炭对土壤磷的吸附影响较小,而在较高磷浓度时,小麦秸秆生物炭和花生壳生物炭均抑制了土壤磷的吸附,而水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭均能促进土壤磷的吸附。吸附动力学试验表明,在反应开始的4小时内,土壤对磷的吸附较快,吸附量基本达到平衡吸附量的50%;到达吸附平衡时,添加生物炭能够降低土壤对磷的吸附量,四种生物炭对土壤磷的吸附量依次为:小麦秸秆玉米秸秆花生壳水稻秸秆。此外四种生物炭都能促进土壤中磷的解吸,其中玉米秸秆的促进效果最为显著,解吸量比对照高1.76倍。Langmuir方程和Freundlich方程都能很好地拟合生物炭存在下土壤磷的吸附等温线(P0.01),Freundlich拟合程度要比Langmuir方程的高。准一级动力学方程和准二级动力学方程都能很好地描述生物炭存在下土壤磷的吸附动力学(P0.01)。     

改性高岭土对水体中氮磷去除效果的研究

利用恒温振荡试验,研究了酸、碱、盐改性高岭土对水体中氮、磷去除效果的影响。结果表明,各处理高岭土对水体中氮、磷的吸附速率均较快,在2 h内均能达到吸附平衡。由Freundlich等温吸附方程模拟得出各处理高岭土对氮的吸附能力大小为Al处理〉Ca处理〉碱处理〉Mg处理〉原土〉酸处理;对磷的则为Al处理〉Mg处理〉Ca处理〉酸处理〉原土〉碱处理。由Langmuir等温吸附曲线方程得出各处理高岭土对氮的理论饱和吸附量顺序为Mg处理〉Ca处理〉碱处理〉Al处理〉原土〉酸处理;对磷的则为Al处理〉Ca处理〉Mg处理〉酸处理〉原土〉碱处理。各处理高岭土去除氮的适宜pH值为5.5-8.5,去除磷的适宜pH值为4-8.5。     

长期施肥条件下石灰性潮土磷的吸附解吸特征

采用Langmuir方程、Freundlich方程及其扩展形式对长期施肥土壤磷的吸附和解吸特征进行了研究。结果表明,双面Langmuir方程和三种Freundlich方程能较好描述石灰性潮土壤对磷的吸附,方程决定系数r2均接近0.99。长期施用有机肥能减少土壤对磷的吸附,表现在土壤对磷的理论最大吸附量（Qm）降低以及吸附结合能常数K值下降。与长期施用化肥相比,长期施用有机肥土壤新吸附的磷也更容易解吸,土壤磷的解吸率从化肥处理的15%左右提高到20%以上。钾肥的施用增大了石灰性潮土对磷的吸附容量,磷的吸附结合能明显提高,意味着化肥钾的施用可能导致土壤磷向作物难利用方向转化,但有机肥与钾肥配合施用,钾肥的这种不良作用得到明显的改善。     

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。     

间作对红壤磷素吸附解吸平衡效应的影响

磷素的吸附和解吸特性对土壤磷素迁移及其环境效应具有重要影响,过量磷肥施入易造成土壤磷素固定和流失,但合理间作可促进磷素吸收利用,减少固定,研究间作和不同施磷量条件下红壤磷素吸附解吸特性的平衡效应对促进红壤磷的高效利用,兼顾环境效应具有重要意义。本研究采取2因素裂区区组试验,主因素为种植模式,分别为与玉米||大豆(IM)、单作玉米(MM);副因素为施磷水平,分别为P0 [0 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P60 [60 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P90 [90 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]、P120 [120 kg(P_2O_5)·hm~(-2)] 4个施磷水平,通过田间试验,研究间作和施磷量对红壤磷素吸附解吸平衡效应的影响;应用结构方程模型(SEM)和邻接树法(ABT)定量分析间作和施磷水平对磷吸附和解吸的相对贡献,揭示间作影响红壤磷素吸附解吸的关键因子。结果表明:1) Langmuir等温吸附方程最适合红壤对磷的吸附特征拟合,土壤磷吸附量随平衡溶液磷浓度的增加呈先增加再趋于饱和的趋势,土壤磷吸附量随施磷量的增加逐渐降低。2)种植模式和施磷水平以及交互作用极显著(P0.01)影响红壤磷素的吸附量和解吸量。间作处理较单作磷素吸附量和解吸量分别增加22.9%和9.2%(P0.05);不同施磷水平下,间作磷吸附量较单作显著增加13.0%、19.4%、41.5%和23.9%(P0.05);磷解吸量在P0和P60处理间作较单作显著增加90.2%和194.4%(P0.05),而在P90和P120处理间作较单作减少52.1%和34.1%(P0.05)。3)不同种植模式与施磷水平下,土壤磷吸附量与土壤pH、有机质、树脂磷、有效磷、全磷以及磷吸附饱和度呈极显著负相关(P0.01),与游离氧化铁、游离氧化铝和磷吸持指数呈极显著正相关(P0.01),土壤磷解吸量与标准需磷量呈极显著负相关(P0.01)。红壤磷素的吸附和解吸主要受pH、有机质和游离氧化铁的影响,间作通过改变土壤的pH、有机质和游离氧化铁含量影响红壤磷吸附量和解吸量。玉米||大豆间作具有较好的土壤磷缓冲能力,低磷水平下促进磷素大量解吸供植物吸收利用,高磷水平下促进磷素吸附有效减缓磷素的损失。     

镁铝双氢氧化物和镁铁铝改性蒙脱土去除水体中磷的吸附效果研究

通过间歇式批实验和动力学实验研究了不同pH条件下磷酸盐在镁铝双氢氧化物（Mg-Al-LDH）、钠基膨润土（Na-Mt）及镁铁铝改性膨润土（Mg-Al-Mt、Fe-Mt和Fe-Al-Mt）的吸附特征。结果表明,在pH4.5～9.0范围内,随着pH的升高,Na-Mt,Fe-Mt和Fe-Al-Mt3种矿物对磷的吸附率相应减少,镁铝双氢氧化物对磷的吸附率有所增加;Mg-Al-LDH、Fe-Mt和Fe-Al-Mt的对磷吸附率约为95%,比Mg-Al-Mt高40%,比Na-Mt高80%。用Langmuir方程描述磷的等温吸附过程,最大吸附容量（Qm）大小顺序为Fe-Al-Mt〉Fe-Mt〉Mg-Al-LDH〉Mg-Al-Mt〉Na-Mt,b值大小依次为Mg-Al-LDH〉Fe-Mt〉Fe-Al-Mt〉Mg-Al-Mt〉Na-Mt,最大缓冲容量（Qmb）以Mg-Al-LDH的为最大,Na-Mt的为最小;Freundlich等温吸附方程参数KF代表相对吸附容量,以Mg-Al-LDH的KF值最高,依次是Fe-Mt、Fe-Al-Mt和Mg-Al-Mt,Na-Mt的KF值最小,这与Qmb的结果一致;决定系数（R2）表明,Langmuir等温吸附方程能更好地拟合铁改性蒙脱土和铁铝改性蒙脱土,而Freundlich方程对钠蒙脱土,双氢氧化物和镁铝改性蒙脱土的拟合效果要好。磷酸盐吸附过程分为快反应和慢反应,用动力学实验数据进行拟合,准二级动力学方程能够更好的拟合改性蒙脱土和Mg-Al-LDH对磷的动力学吸附数据,其决定系数为0.999;Elovich方程拟合改性蒙脱土磷酸盐的吸附数据也有很好的相关性（R2为0.89～0.94）。Na-Mt矿物磷酸盐的吸附用抛物线扩散方程描述最为合适,原因可能是磷酸盐镶嵌在矿物层间是一个扩散过程,不涉及化学吸附过程。     

不同原料生物炭对氮、磷、钾的吸附和解吸特性

【目的】通过三种不同原料生物炭 (玉米秆炭、稻壳炭、稻秆炭) 对氮、磷、钾的吸附解吸试验,了解不同材料来源的生物炭对无机养分的吸附和解吸特征,为将其作为添加物来调节有机肥的性质提供参考。【方法】在pH 6.75 ± 0.25、25℃下,采用Langmuir和Freundlich方程对三种不同原料生物炭 (玉米秆炭、稻壳炭、稻秆炭) 氮、磷、钾的等温吸附进行拟合。对吸附养分后的生物炭进行连续5次解吸,前4次采用水浸提,第5次浸提采用1 mol/L KCl浸提氮,0.5 mol/L的NaHCO₃浸提磷,1 mol/L的CH₃COONH₄浸提钾。【结果】1) Langmuir和Freundlich方程均可用来拟合生物炭对氮、磷、钾的等温吸附,Langmuir方程对氮、磷的吸附拟合较好,Freundlich方程对钾的吸附拟合较好。对不同原材料而言,稻秆炭对氮、磷、钾的吸附性能均较好,其最大吸附量q_m分别为 (2.44 ± 0.15) mg/g、(2.91 ± 0.12) mg/g和 (4.97 ± 0.22) mg/g。2) 不同原材料生物炭对氮、磷、钾的单次解吸率和总解吸率具有一定的差异。生物炭对阳离子 (铵根离子和钾离子) 的最大吸附量受阳离子交换量和酸性官能团的数量以及pH_pzc影响,对磷酸根的最大吸附量主要与阳离子交换量和碱性官能团的数量有关。【结论】所试三种生物炭对氮、磷、钾的吸附存在单分子层吸附和多分子层吸附,在单次解吸率和总解吸率上不同原料生物炭存在一定的差异性。在生物炭对氮和钾吸附的总量上,物理性吸附的贡献高于化学吸附;对磷的吸附总量上,化学吸附的贡献高于物理吸附。三种生物炭对氮、磷、钾的固储和缓释能力具有一定的差异,稻秆炭的保肥供肥能力优于玉米秆炭和稻壳炭。     

菜园土壤锌的吸附——解吸特性研究

本文研究了菜园土壤锌的吸附 -解吸特性。实验结果表明 ,三种菜园土壤吸附Zn2 + 均随平衡液中Zn2 + 浓度的增加而增大 ,且均可用Langmuir方程和Freundlich方程来描述 ,相关系数均大于 0 .9,达极显著水平。由Langmuir方程求得的菜园土壤对Zn2 + 的最大吸附量的大小顺序为 :黄松土 >粉泥土 >江涂砂 ,但对Zn2 + 的吸附作用力强度和最大缓冲容量的顺序则相反 ,以江涂砂 >粉泥土 >黄松土。菜园土壤对Zn2 + 的解吸量随其吸附量的增加而增加 ,两者之间呈显著线性正相关。     

宁夏灌淤土对磷吸附的初步研究

本文报道了宁夏灌淤土12个代表性土样对磷的等温吸附与解吸特性。实测吸附曲线与Preundlich、Langmuir和Temkin三种等温吸附方程都很吻合。全部供试样品的相关系数变化在0.931-0.999之间,均达极显著水平(p<0.01)。其中Langmuir等温式与本实验资料最为吻合。供试土壤对磷的最大吸附量(X_m)变化在172-460μgP/g之间,平均为347±28μgP/g。影响其大小的因子主要是物理性粘粒和CaCO₃,含量,均达极显著正相关。灌淤土不同土层的吸磷量大小依次为:剖面24>23>21>22,而解吸磷能力大小依次为:剖面23>22>21>24。磷的解吸量与吸附量之间呈极显著正相关。根据本试验数据,土壤对磷的等温吸附曲线可以用来预测土壤需磷量。     

高酸度芦苇活性炭的制备及其吸附性能

为实现湿地植物资源化,解决重金属废水难处理问题,本文采用青贮活化法制备高酸度湿地植物质活性炭作为吸附材料去除废水中重金属离子镍Ni(Ⅱ)和镉Cd(Ⅱ),通过XRD、N2吸附/脱附、Boehm滴定和元素分析等表征方法,探究湿地植物在青贮过程中结构变化,以及高酸度活性炭比表面积、孔径结构、官能团数量及表面元素。通过批次实验,研究活性炭对重金属离子镍和镉吸附特性,用Langmuir和Freundlich模型对实验数据进行拟合。结果表明:青贮活化法能够有效地提高活性炭的表面酸度,从而提升对重金属离子的吸附能力。通过吸附实验,高酸度活性炭对Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附过程可以用Langmuir模型进行很好的描述,并且活性炭对重金属离子的吸附过程主要由化学吸附控制。     

小型浅水湖泊表层沉积物对磷的吸附特征及其影响因素

[目的]分析城市小型浅水湖泊表层沉积物对磷的吸附特征及影响因素,为城市小型浅水湖泊富营养化控制和生态环境修复提供参考依据。[方法]在室内模拟条件下,从表层沉积物对磷的吸附动力学与等温吸附两个角度分析了孔目湖表层沉积物对磷的吸附特征,同时运用磷吸附量计算公式探讨不同pH值下孔目湖表层沉积物对磷吸附行为的影响。[结果]表层沉积物对磷的吸附动力学过程分为快吸附和慢吸附2个阶段,快吸附阶段主要发生在0～1h内,而慢吸附阶段主要发生在1～3h;表层沉积物对磷的吸附等温线在高浓度下同时符合Langmuir模型、Freundlich模型和D-R模型,而在低浓度下符合Linear模型;在酸性或中性环境条件下,表层沉积物对磷的吸附效果更好。[结论]富营养化严重的小型浅水湖泊,表层沉积物有向上覆水释放磷的趋势,且上覆水和沉积物中磷酸盐含量的多少均会影响表层沉积物对磷的吸附特征和动态平衡状态的变化。     

土壤对磷的吸附与解吸及需磷量探讨

本文探讨了不同质地土壤对磷的吸附与解吸。根据Langmuir方程式求出不同土壤对磷的最大吸附量。影响磷吸附的土壤理化性质主要为粘粒含量、碳酸盐含量和有效磷含量。以Freundhich方程式X=ac^b中的c值为每克土中含P0.2μg时而计算出的X量可做为施磷量的依据。     

A Comparison of Water Treatment Sludge and Red Mud as Adsorbents of As and Se in Aqueous Solution and Their Capacity for Desorption and Regeneration

The adsorption of As(III), As(V), Se(IV) and Se(VI) by seawater neutralized red mud and alum water treatment sludge was investigated and compared using the batch adsorption technique. For water treatment sludge, adsorption of As(V), Se(IV) and Se(VI), at equimolar concentrations of added metalloid, declined with increasing pH. The decline was rapid above pH?4.0 for Se(VI), above pH?5.0 for Se(IV) and above pH?6.0 for As(V). Adsorption of As(III) increased with increasing pH up to pH?9.0 and then declined. For red mud, adsorption of As(V), Se(IV) and Se(VI) showed a maximum at about pH?5.0 and for As(III) adsorption remained relatively constant over the pH range 2.0?C10.0 after which it declined. Water treatment sludge removed 50?% or more of solution As(V) between pH?2.0 and 10.8, Se(IV) between 2.0 and 8.9, Se(VI) between 2.0 and 5.8 and As(III) between 8.4 and 10.9. By contrast, red mud showed less than 25?% adsorption of added Se(VI) and As(III) over the entire pH range tested (2.0?C12.0) and reached 50?% or more for As(V) only over the pH range 4.0?C6.9 and for Se(IV) between pH?4.3 and 5.6. At pH?5.0, adsorption of As(III) and Se(IV) was better described by the Langmuir than Freundlich equation but the reverse was the case for As(V) and Se(VI). Kinetic data for adsorption of all four oxyanions onto both adsorbents correlated well with a pseudo-second-order kinetic model suggesting the process involved was chemisorption. NaOH was more effective at removing adsorbed metals from both adsorbents than HNO₃. Water treatment sludge maintained its As(III) and Se(IV) adsorption capability at greater than 70?% of that added over eight successive cycles of adsorption/regeneration using 0.5?M NaOH as a regenerating agent. By contrast, for red mud, As(V) adsorption capacity declined very rapidly after three adsorption/desorption cycles and that for Se(IV) it decreased progressively with increasing numbers of cycles. It was concluded that water treatment sludge is a suitable material to develop as a low-cost adsorbent for removal of heavy metal oxyanions from wastewater streams.