硼在土壤中的吸附-解吸及其对植物吸收硼的影响

本文对湖北省几种主要旱地土壤进行了硼的吸附－解吸实验,同时对这些土壤上油菜幼苗吸收硼进行了试验,并用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ和Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附方程对实验结果进行了拟合。从中发现,一些土壤硼的解吸存在着明显的滞后解吸现象,这种现象可用滞后系数来定性描述。     

受钙、锌影响硼在酸性紫色土中的吸附特征

酸性紫色土对硼的等温吸附-解吸和吸附动力学试验表明，硼的等温吸附符合Frendlich方程，根据方程的K值（0．441），供试土壤对硼的吸附较弱。锌与硼复合，对土壤硼的吸附量和解吸量影响均不大，但吸附强度下降。钙则大大地提高了土壤对硼的吸附量和吸附常数，使土壤硼平均吸附量提高191．9％，并使平均解吸率下降6．4％。土壤吸附硼的动力学以Elovich方程（Ct=a＋blnt）描述最佳，反映土壤对硼吸附速率大小的方程参数b值以B＋Ca〉B＋Ca＋Zn〉B＋Zn〉B，钙对硼的吸附速率影响比锌的作用更强。     

土壤硼的化学行为研究进展

本文综述了八十年代特别是近几年来土壤硼的化学行为研究成果。当今，土壤硼的化学行为研究具有定量化，模型化和多元化的特点。从理论上探明土壤硼的生物有效性与土壤对硼的吸附－解附－解吸特性之间的关系已有了长足的进展。实验证明，土壤溶液中的硼是决定植物吸收硼看接因素，而土壤对硼的吸附与解吸为土壤溶液的硼提供了库和源。因此，土壤硼化学行为研究具有阐明植物硼养机理的重要意义。     

温度对硼在三种矿物上吸附-解吸特性的影响

在实验室对天然Ca 蒙脱进行了纯化 ,并在一定条件下人工合成了针铁矿、水锰矿 ,以此作为实验材料 ,用吸附—解吸平衡法和反应动力学方法研究了温度对硼在Ca 蒙脱 ,针铁矿 ,水锰矿上的吸附、解吸特性的影响。结果表明 :随温度升高 ,Ca 蒙脱对硼的吸附量升高 ,其对硼的解吸滞后性下降 ,水锰矿和针铁矿对硼的吸附量下降 ,其对硼的解吸滞后性加强。计算表明 ,在常温下 ,硼在Ca 蒙脱上的吸附热为 63.0 8kJmol- 1 ,在针铁矿和水锰矿上分别为 - 1 2 2 .45和 - 93 .91kJmol- 1 ,硼在Ca 蒙脱、针铁矿和水锰矿上的解吸热分别为- 31 .0 2 ,53 .95和 46 .30kJmol- 1 。上述结果说明 ,硼在Ca 蒙脱上的吸附为吸热过程 ,解吸为放热过程 ;硼在针铁矿、水锰矿上的吸附为放热过程 ,解吸为吸热过程。随着温度的升高 ,硼与矿物的初始反应速率明显加快 ,而整体反应速率略有下降。     

土壤硼在油菜生长季节的动态研究

在鄂湘七种旱地土壤的土培试验基础上,进行土壤热水溶性硼（Ｈｏｔ－ｗａｔｅｒ ｓｏｌｕｂｌｅ－Ｂ,简称ＨＷＳＢ）,甘露醇硼（Ｍａｎｎｉｔｏｌ－Ｂ）和盐酸羟胺硼（ＮＨ２ＯＨ．ＨＣｌ－Ｂ）在油菜生长季节变化规律的研究。结果表明,从移栽前到油菜初蕾期到盛花期,随着生长季节的延伸,ＮＰＫ处理的ＨＷＳＢ含量呈不断上升趋势,而ＮＰＫ＋Ｂ处理,则先明显下降,后稍许呈上升趋势;Ｍａｎｎｉｔｏｌ－Ｂ大两处理上均呈不断     

1,1,2,2-四氯乙烷在土壤中的吸附解吸研究及解吸滞后的新型模型模拟

采用室内实验方法,研究了1,1,2,2-四氯乙烷（1,1,2,2-tetrachloroethane,1,1,2,2-TeCA）在4种土壤上的吸附和解吸行为,并用一种新型解吸模型——＂双元平衡解吸（Dual-EquilibriumDesorption,DED）模型＂对其解吸行为进行了预测。结果表明,1,1,2,2-TeCA在4种土壤上的吸附符合传统的线性吸附模型,lgKoc的平均值为1.86;解吸行为则表现出明显的滞后现象,解吸后的lgKo（c平均值约为4.88）显著大于初始值,且与吸附相污染物的初始浓度、土壤性质无相关性。DED模型比传统线性模型能更好地拟合TeCA在土壤中的解吸滞后现象。     

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。     

山东省土壤速效硼影响因素分析

对主要类型土壤１７５７个耕层土样速效硼含量进行相关研究。结果表明,成土母质硼的丰度及含硼矿物的稳定性是土壤速效硼含量的决定因素,土类间的相关系数（ｒ）表现为棕壤０．７１＞水稻土０．５８６＞褐土０．４２＝潮土０．４２＞砂姜黑土０．３７。土壤速效硼含量与常年降雨量呈显著或极显著负相关;与土壤有机质含量均呈极显著正相关。硼的吸附量与土壤ｐＨ值、土壤物理性粘粒含量均呈线性正相关,而土壤碳酸钙对硼的吸附则无明显的影响。     

负载硼的针铁矿结构表征研究

人工合成了针铁矿（Goethite）及其负载硼的氧化物（硼吸附态针铁矿Ad—B—Goethite，硼包被态针铁矿Oc—B—Goethite），用IR、X射线衍射、TEM对其进行表征，测定了它的比表面积及其对锰离子的吸附性能。IR分析表明，负载硼的针铁矿较之普通针铁矿在888cm。处的Fe—OH—Fe表面羟基弯曲振动、1000cm^-1处的表面Fe—OH弯曲振动及3100cm^-1处的游离羟基峰均减弱；硼吸附态针铁矿在458．5cm^-1处，硼包被态针铁矿在527．2cm^-1和476．5cm^-1处出现了与BO3和B（O，OH）4的弯曲振动有关的吸收峰。X射线衍射分析表明硼吸附态针铁矿的晶形与普通针铁矿相似，而硼包被态针铁矿的衍射吸收峰的位置、个数和相对强度都发生了变化。从TEM图上可看出硼包被态针铁矿的晶体明显要小些。实验测得3种矿物的比表面积分别是：普通针铁矿108．4m^2g^-1，吸附态针铁矿88．69m^2g^-1，包被态针铁矿120．5m^2g^-1。对锰离子的吸附量为硼包被态针铁矿明显大于硼吸附态针铁矿大于普通针铁矿。结果表明：硼包被态针铁矿（Oc—B—goethite）中B进入了针铁矿的品格，影响晶体的生长，使晶体的结晶性较差，晶体较小、比表面积增大，对锰离子的净吸附能力强。这也说明，土壤中的硼不仅起到植物营养的作用，其在形成负载硼的铁氧化物后有利于减轻土壤锰的毒害。     

溴甲烷在土壤及作物（黄瓜）中的消解动态

用衍生气相色谱法测定了溴甲烷熏蒸大棚土壤后土壤及作物（黄瓜）中残留的Ｂｒ＾－，用顶空法测定土壤吸附的溴甲烷。在０．４－４０ｍｇ／ｋｇ的添加范围内，Ｂｒ＾－的平均回收率为８３．７％－９４．８％，相对标准偏差为±２．５％￣１４．７％。Ｂｒ＾－在土壤和黄瓜中的半衰期为１５．０和１４．２ｄ（北京）、２４．７和１０．３ｄ（沈阳）。土壤吸附的溴甲烷量较少，其半衰期和Ｂｒ＾－的相近。低于７５．０ｇ／ｍ＾２的施用     

阿特拉津对绿麦隆吸附-解吸作用的影响

采用批平衡实验,研究绿麦隆在单一及复合污染体系中的吸附-解吸行为。结果表明,无论是单一体系还是复合体系,吸附等温线均可用Freundlich模型进行良好的拟合。随着阿特拉津浓度的增加,土壤对绿麦隆的吸附作用降低,表明绿麦隆和阿特拉津之间存在竞争吸附,这可能与土壤的有机质类型和绿麦隆、阿特拉津的性质、结构有关。解吸实验表明,随着阿特拉津的浓度增加,绿麦隆的解吸作用增加。吸附过程的拟合指数n值大于解吸过程的对应值,即绿麦隆在不同体系中的解吸作用均存在一定的滞后性。应用Freundlich解吸等温线参数对吸附-解吸等温线的滞后作用进行量化,CT、（CT＋0.5AT）、（CT＋1AT）和（CT＋2AT）处理解吸等温线的滞后系数ω分别为165.200,146.132,94.534和85.945,即随阿特拉津浓度增加,绿麦隆解吸等温线的滞后性降低。     

蔬菜种植年限对土壤磷素吸附解吸特性的影响

为揭示不同种植年限土壤磷的固定和释放机制,通过土壤磷的等温吸附、解吸试验研究种植年限分别为3～5年、15～20年、25～30年的黄棕壤0～5cm和5～20cm土层磷的吸附、解吸特性。结果表明:土壤磷的等温吸附曲线、吸附量-解吸量曲线分别与Langmuir方程(R2为0.8728～0.8436)、二次函数方程拟合良好(R2为0.9545～0.9970);随蔬菜种植年限延长,表层土壤磷最大吸附量(Qm)、磷最大缓冲容量(MBC)明显降低,而土壤磷吸附饱和度(DPS)和解吸率明显提高;种植年限15～20年、25～30年土壤磷的解吸率明显高于3～5年土壤。对表征土壤磷素吸附、解吸特性的主要因子如MBC及DPS等作相关分析发现,无定形铁铝含量的变化是影响土壤磷吸附解吸特性的主要因素。     

硼的吸附-解吸对土壤表面性质的影响

对三种不同类型土壤———棕红壤、黄棕壤、灰潮土在特定条件下的电荷零点(PZC) :ck—PZC(无硼 )、ads—PZC(硼吸附 )和des—PZC(硼解吸 )的研究发现 ,棕红壤和黄棕壤的ads—PZC与其ck—PZC相比 ,都有较为明显的下降。灰潮土 ,由于本身碳酸盐的缓冲作用 ,其ads—PZC与ck—PZC几乎相等。在硼吸附发生后 ,3种供试土壤的des—PZC较之它们的ads—PZC ,改变甚小 ,但这时灰潮土却保持强劲吸附电位离子的趋势 ,其吸附H 离子数量是棕红壤和黄棕壤的 2倍 ,表明在灰潮土上 ,原先被土壤胶体吸附的硼这时才显示利于电位离子的吸附。研究还表明 ,硼在酸性土壤中的吸附会引起 1 0倍量的质子的吸附     

土壤对铜的吸附-解吸特征及对土地利用的响应

用吸附平衡法研究黄河三角洲地区土壤对Cu2+的吸附和解吸特征,对比了农田和未利用地土壤吸附与解吸能力的差异,并分析了差异形成的原因。结果表明,土壤对Cu2+的吸附量随着平衡液Cu2+质量浓度的增加而增加,其吸附作用可用Langmuir,Temkin和Freundlich方程来拟合,以Langmuir方程拟合结果最佳。根据Langmuir方程计算出的两种土壤最大吸附量分别为3 961mg/kg和3 521mg/kg,农田土壤对Cu2+的吸附能力强于未利用地土壤;土壤Cu2+的解吸量远远小于土壤对Cu2+的吸附量,与农田土壤相比,未利用地土壤Cu2+的解吸有滞后现象;农田土壤和未利用地土壤Cu2+的解吸率变化范围分别为0.1%～0.35%和0.15%～1.8%,农田土壤的解吸率明显低于未利用地土壤。综合分析认为,两种土壤吸附—解吸特征的差异与农田土壤具有较高的有机质含量,从而在土壤胶体表面形成较多的吸附位点有关。     

初始浓度对六氯苯在土壤中的吸附-解吸的影响及解吸

Adsorption and desorption are important processes that influence the transport, transformation, and bioavailability of hexachlorobenzene (HCB) in soils. To examine the adsorption-desorption characteristics of HCB, equilibrium batch experiments were carried out using two soils (red soil and paddy soil) with different initial HCB concentrations (0.25, 0.50, 0.75, 1.00, 1.50, 2.50, 3.50, and 5.00 mg L^-1) by using 0.01 mol L^-1 calcium chloride as the background solution. The successive desorption experiments (48, 96, 144, 192, and 240 h) were conducted after each adsorption equilibrium experiment. The results revealed that adsorption and desorption isotherms of HCB on two soils were nonlinear, which can be best described by the Freundlich equation with the square of the correlation coefficient (r²) ranging from 0.97 to 0.99. Desorption of HCB from the two soils exhibited hysteresis at all HCB concentrations because the Freundlich desorption coefficients were always higher than the Freundlich adsorption coefficients. The hysteretic effect was enhanced with increasing initial HCB concentration, and positive hysteresis was observed at different concentrations.     

土壤/沉积物中全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)吸附–解吸行为研究进展

全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)在土壤/沉积物–水中分配、吸附–解吸作用是影响其在环境中的残留浓度、迁移、转化及生物可利用性、毒性等的重要因素之一。本文对土壤/沉积物中PFOA、PFOS吸附–解吸行为影响因素,吸附–解吸机理,常用的土壤/沉积物中PFOA、PFOS吸附/解吸等温线方程、常数及参数等的研究情况进行综述,吸附–解吸过程Freundlich方程的相关系数为0.74~0.99,线性方程的相关系数为0.91~0.99。PFOS在土壤/沉积物中吸附常数logKoc的平均值为3.0,变异系数为23.3%;解吸常数logKoc的平均值为1.8,变异系数为15.4%。PFOA在土壤/沉积物中吸附常数logKoc的平均值为2.1,变异系数为45.6%;解吸常数logKoc的平均值为5.4,变异系数为52.3%。实验室基础上计算所得吸附常数logKoc比野外条件下实测数据计算值(PFOA为3.7,PFOS为4.2)小,野外条件下土壤/沉积物中PFOA和PFOS吸附–解吸过程和土壤–植物共生系统对其污染控制效应有待于进一步研究。     

几种常见矿物与硼作用的红外光谱特性研究

对几种常见矿物及其与硼反应的红外光谱比较发现 ,硼在供试矿物上解吸的图谱更接近硼在矿物上吸附的图谱 ,而与无硼矿物图谱相差较大 ,故硼在几种常见矿物上都表现出不同程度的滞后性。针铁矿吸附硼后 ,在 1 40 0～ 1 44 0cm- 1 和 1 0 0 0～ 1 2 0 0cm- 1 范围处谱峰有不同程度的增强 ;水锰矿、三羟铝石和Ca 蒙脱石吸附硼后 ,此处谱峰却减弱 ,而在30 0 0～ 360 0cm- 1 处的谱峰 ,也随硼的吸附而明显减弱 ;Ca 蒙脱、三羟铝石吸附硼后 ,其图谱在 1 40 0～ 1 44 0cm- 1 和 1 62 0～ 1 670cm- 1 处的谱峰变化相似 ;水锰矿吸附硼的图谱在 1 0 0 0cm- 1 和 1 40 0～ 1 44 0cm- 1 处与三羟铝石吸附硼的图谱也有相似之处。     

长期秸秆还田下土壤铵态氮的吸附解吸特征

【目的】研究长期秸秆还田对不同轮作区域耕层和亚耕层的土壤铵态氮 (NH₄+) 的吸附、解吸特征差异,通过 Langmuir 等温吸附方程拟合得到 NH₄+ 最大吸附量 (q_max) 和吸附系数 (b),分析长期秸秆还田对不同土壤 NH₄+ 的吸附、解吸特征差异及影响因素。 【方法】2015 年 10 月水稻收获后,在湖南望城 (稻–稻轮作)、江西进贤 (稻–稻轮作)、重庆北碚 (稻–麦轮作) 三个长期定位试验点 (25 年) 采集不施肥 (CK)、长期施用化肥 (NPK) 和长期秸秆还田配施化肥 (NPKS) 三个处理、0—20 cm 和 20—40 cm 两个土层的土样,进行土壤 NH₄+ 的吸附–解吸室内试验,吸附试验为添加不同浓度的 NH₄Cl 溶液振荡、离心后,测定滤液 NH₄+ 浓度;解吸试验采用吸附试验后的土壤样品,经无水乙醇淋洗至无 NH₄+ 后,再加入 0.01 mol/L 的 KCl 溶液振荡、离心后测定滤液 NH₄+ 浓度。 【结果】长期秸秆还田对不同试验点土壤 NH₄+ 吸附–解吸特征的影响差异较大。处理间的差异主要表现在耕层土壤。当平衡溶液 NH₄+ 浓度 < 400 mg/L 时,不同试验点耕层和亚耕层处理间差异均不明显;当平衡溶液浓度 > 400 mg/L 时,处理间耕层土壤对 NH₄+ 吸附表现出差异,其中望城试验点土壤对 NH₄+ 的吸附表现为 CK > NPK > NPKS,北碚试验点则表现为 CK > NPKS > NPK,且北碚试验点的紫色土对 NH₄+ 的吸附显著高于望城和进贤试验点的红壤性水稻土。进贤试验点不同处理间差异不明显,且土壤对 NH₄+ 的吸附量最低。 通过相关性分析发现,q_max和土壤 pH、阳离子交换量 CEC 呈显著正相关,而与土壤有机质和全氮含量呈显著负相关;b 与土壤性质的相关性与q_max 则相反。从土壤对 NH₄+ 的解吸曲线来看,耕层和亚耕层土壤对 NH₄+ 的解吸在各试验点不同处理间均表现为差异不显著,其中望城和进贤试验点的红壤性水稻土 NH₄+ 的最大解吸量高于其吸附量,而北碚试验点的紫色土 NH₄+ 的最大解吸量 (541.89～742.38 mg/kg) 则远低于其吸附量 (1003.83～2014.79 mg/kg)。 【结论】长期秸秆还田对不同土壤 NH₄+ 的吸附–解吸作用影响不同,对于土壤吸附位点较多且钾离子含量丰富的紫色土而言,长期秸秆还田有利于土壤对氮的吸附;而对于土壤偏酸性的红壤性水稻土而言,长期秸秆还田则可能因为增加了土壤有机质含量而减少了土壤对铵态氮的吸附位点,从而降低了土壤对氮的吸附保持能力。