耐重金属细菌对土壤胶体及矿物体系吸附镉的影响

以从大冶铜矿区土壤筛选的耐重金属细菌NTG-01为试验菌株,研究在不同pH值及不同菌量条件下该细菌对土壤胶体和粘土矿物体系吸附Cd2+的影响。结果表明,土壤胶体、矿物与细菌的共存体系对Cd2+的吸附仍符合Langmuir方程,相关系数为0.99以上。在细菌NTG-01的存在下,土壤胶体、矿物对Cd2+的吸附量较无菌时增加,且在一定菌量范围内,随着体系中细菌量的增加,体系对镉的吸附量增加。红壤胶体、褐土胶体和针铁矿体系对Cd2+的pH—吸附率曲线与无菌时相比整体左移。     

耐重金属细菌与土壤胶体吸附Cu^2＋、Cd^2＋的动力学研究

采用流动法探讨了耐重金属细菌与土壤胶体复合体系吸附Cu^2＋、Cd^2＋的动力学机理。结果表明：加入耐重金属细菌NTG-01以后,褐土胶体和红壤胶体对Cu^2＋的吸附动力学过程依然用抛物线扩散方程拟合最好,即颗粒表面吸附点位数目控制反应速度;而使褐土胶体和红壤胶体对Cd^2＋的吸附机理发生了变化,最优方程由原来的抛物线扩散方程变为一级动力学方程,即在有细菌存在的土壤体系中,反应的速度取决于溶液中重金属的浓度。     

天然蛭石和沸石吸附铜和锌的特性研究

采用等温吸附方法,研究了天然蛭石和天然沸石对Cu2 和Zn2 两种重金属离子的吸附特性,结果表明这两种矿物对Cu2 和Zn2 有较好的吸附作用。天然蛭石和沸石对Cu2 和Zn2 的吸附量随培养时间的增加而增大。在本试验条件下,当培养时间达到120min时,天然蛭石对Cu2 和Zn2 的吸附量分别达到3945.9 mg.kg-1和3498.3mg.kg-1;天然沸石的吸附量分别达到3641.8mg.kg-1和2865.3mg.kg-1。pH值和重金属初始浓度是影响吸附量的重要因素,两种矿物对Cu2 和Zn2 的吸附量具有随pH值增高而增大的趋势,且随着初始浓度的增加而增大。蛭石和沸石对Cu2 和Zn2 的吸附等温线符合Langmuir方程,天然蛭石对Cu2 和Zn2 的饱和吸附量分别为8795.1mg.kg-1和7657.0 mg.kg-1,沸石对Cu2 和Zn2 的饱和吸附量为7117.4mg.kg-1和6988.1mg.kg-1,天然蛭石对两种重金属的吸附能力要强于天然沸石。     

电位溶出法初步研究Cu2+在高岭石上的吸附及受胡敏酸的影响

运用电位溶出法(PSA)初步考察了不同条件下Cu2 在高岭石上的吸附及胡敏酸对吸附行为的影响。结果表明,Cu2 在高岭石上的吸附量随着介质pH的升高而增加,pH<4时,增加比较缓慢,当4Al-HA-Cu。同样,溶液中待测Cu2 浓度的升高也使得其在高岭石上的吸附量增加。PSA法作为电化学方法的一种,同样适用于研究不同条件下矿物对重金属离子的吸附规律。     

不同体系中不同土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附能力的比较

用等比例和不等比例2种方式比较了长江三角洲和珠江三角洲地区4种水稻土和1种红壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的单一吸附和竞争吸附情况。结果表明,在不等比例下(Cu∶Pb∶Cd=10∶10∶1),无论是在单一体系还是在竞争条件下,4种水稻土对Pb(Ⅱ)的吸附量均大于其对Cu(Ⅱ)的。在等比例下(Cu∶Pb∶Cd=1∶1∶1)水稻土对3种重金属的亲和力的相对大小为:Pb>Cu>Cd。在红壤体系中,低pH(pH4.2)时土壤对3种重金属离子的吸附亲和力的大小顺序与水稻土相同,但在较高pH时(pH5.2)其顺序为Cu>Pb>Cd。这一变化与红壤对Cu的吸附量随pH的增加幅度大于对Pb的有关。竞争条件下土壤对重金属离子的吸附量均比单一体系中的低,在等比例竞争条件下土壤对Cu和Pb的吸附量的减小幅度比不等比例条件下更大。红壤在pH4.2时对3种重金属离子的吸附量比水稻土中的低得多,但在pH5.2时红壤对重金属离子吸附量的增幅又比水稻土中的大得多。表明土壤无机矿物在重金属吸附中起主导作用,土壤的粘土矿物组成和CEC的大小对重金属吸附有重要影响。     

Cu(Ⅱ)对红壤吸附Cr(Ⅵ)的影响

选择3种红壤研究了Cu(Ⅱ)对土壤吸附CrO42-的影响,结果表明Cu(Ⅱ)显著增加了土壤对CrO42-的吸附量,Cu(Ⅱ)对CrO42-吸附的影响程度随着Cu(Ⅱ)加入量的增加和体系pH的升高而增加.3种土壤对CrO42-的吸附量及Cu(Ⅱ)对土壤吸附CrO42-影响的大小顺序为:广西红壤>湖南红壤>江西红壤,这与这些土壤游离氧化铁和游离氧化铝含量的大小顺序基本一致.Cu(Ⅱ)不仅增加土壤对CrO42-的吸附量,在铜存在下土壤吸附的CrO42-的解吸量也高于对照体系中的,但解吸增量(加铜体系与对照体系之间解吸量的差值)比吸附增量(加铜体系与对照体系之间吸附量的差值)低得多,说明Cu(Ⅱ)对OrO42-在土壤中吸附的促进作用机制涉及静电作用、专性吸附和表面共沉淀.不同土壤中,不同机制对Cu(Ⅱ)促进CrO42-吸附的相对贡献不同,广西红壤中静电吸附的贡献很小;而在江西红壤和湖南红壤中.由于铜的吸附导致土壤表面正电荷增加使土壤对CrO42-静电吸附量增加是铜增加CrO42-吸附的重要原因之一.铜的促进作用增加了红壤对CrO42-的吸附量,降低了CrO42-在土壤中的活动性.     

耐重金属细菌与土壤胶体体系吸附Cu^2＋、Cd^2＋的红外光谱研究

[目的]红外光谱可提供黏土矿物及微生物表面吸附重金属前后官能团的变化情况,从而为重金属吸附机理的判断提供较为丰富的信息。[方法]采用红外光谱技术探讨了耐重金属细菌NTG-01对褐土胶体、红壤胶体吸附Cu^2＋、Cd^2＋的影响。[结果]细菌促进了褐土胶体表面的Si-O-H-Si基团与Cu^2＋、Cd^2＋的反应;加菌前后吸附Cu^2＋、Cd^2＋的红壤胶体表面功能团红外光谱特征频率无明显差异。[结论]微生物在土壤吸附重金属元素的过程中起着重要作用。     

菲和Cu2+在黑垆土上的吸附及其交互影响

采用批平衡法,研究了菲和Cu2+在黑垆土上的吸附及其交互影响。结果表明,菲和Cu2+在黑垆土上的吸附动力学曲线较好符合一级动力学方程,菲在黑垆土上的吸附主要通过分配作用,其吸附等温曲线符合线性Henry方程,Cu2+的存在抑制菲在黑垆土上的吸附;而Cu2+在黑垆土上的吸附主要通过表面吸附和专性吸附作用,其吸附等温曲线符合Freundlich方程,菲的存在促进了Cu2+的吸附;对菲和Cu2+来说,pH均是影响黑垆土吸附的主要因素,黑垆土对Cu2+的吸附量随着土壤溶液pH值的增加而增加,而对菲的吸附量随着pH增加而降低。     

有机酸对Cu Pb Cd在土壤表面竞争吸附的影响

选择一种红壤和一种水稻土,研究低分子量有机酸对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在这2种土壤中竞争吸附的影响,并与单一体系中的结果进行比较。结果表明,由于柠檬酸和酒石酸与Cd(Ⅱ)形成络合物的稳定常数较小,2种有机酸对2种土壤中Cd(Ⅱ)的吸附均表现出促进作用,而且这种促进作用随有机酸初始浓度的增加而增大。酒石酸促进了红壤对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附,而且低pH下的促进作用大于高pH下的作用。pH4.2时酒石酸对水稻土吸附Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有一定的促进作用;在pH5.2时酒石酸使水稻土对Cu(Ⅱ)的吸附量减小,但对Pb的吸附基本无影响。柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附的影响表现为峰形曲线,即吸附量随有机酸浓度的增加而增大,在某一浓度时达最大,然后逐渐减小。在较高浓度和较高pH下,柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表现出一定程度的抑制作用,特别在水稻土中。由于红壤游离氧化铁的含量比水稻土高得多,有机酸对红壤吸附重金属离子的促进作用大于水稻土中的作用,相反有机酸对水稻土吸附重金属离子的抑制作用大于红壤中的作用。虽然在竞争条件下有机酸对某一重金属离子吸附的促进作用小于单一体系中的,但竞争条件下所有重金属离子吸附增量的总和大于单一体系中单个离子的吸附增量。在柠檬酸体系中,低pH下Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在单一体系中的吸附量高于竞争体系中的,但在高pH下结果相反,这主要与柠檬酸在不同pH下对重金属离子吸附的影响机理不同有关。     

几种合成铁锰铝氧化物对铜离子的吸附作用及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了在不同的pH、离子强度、温度、Cu2 浓度及接触时间条件下,针铁矿、赤铁矿、δ-MnO2和三羟铝石对Cu2 的吸附作用.结果表明,随pH升高,几种氧化物对Cu2 的吸附率增大;针铁矿、赤铁矿和三羟铝石对Cu2 的吸附边界pH分别为4、5和4,而δ-MnO2的吸附边界pH不明显;随离子强度增大,针铁矿和赤铁矿对Cu2 的吸附量增加,而δ-MnO2和三羟铝石则降低;随Cu2 浓度增加,几种氧化物对Cu2 的吸附量增加,Langmuir方程的拟合效果最好.表观热力学参数指出.几种氧化物对Cu2 的吸附是自发、吸热和混乱度增加的过程;几种氧化物对Cu2 的吸附动力学过程可划分为快速和慢速反应阶段.Elovich方程更适于描述针铁矿和δ-MnO2对Cu2 的吸附动力学过程,双常数和抛物线扩散方程更适于赤铁矿,而一级动力学方程更适于三羟铝石.活化能和活化热力学参数指出,δ-MnO2对Cu2 吸附所需能量少、容易达到有序态,吸附速率大;而赤铁矿对Cu2 吸附所需能量多、不易达到有序态,吸附速率小.几种氧化物对Cu2 吸附的强弱顺序通常为δ-MnO2＞三羟铝石＞针铁矿＞赤铁矿.     

硫酸钾和磷酸二氢钾对石灰性土壤和酸性土壤吸附铜离子的影响

[目的]研究不同电解质浓度、pH值对土壤吸附铜的影响。[方法]采用平衡吸附法研究潮褐土、红壤对Cu^2＋的等温吸附及不同pH值和电解质对土壤吸附Cu^2＋及次级吸附Cu^2＋的影响。[结果]结果表明,低浓度的K2SO4对潮褐土Cu^2＋的吸附略有促进,KH2PO4浓度高时促进潮褐土Cu^2＋的吸附,红壤对Cu^2＋的吸附率随着2种电解质浓度的增加基本呈峰形曲线变化;潮褐土Cu^2＋次级吸附率随着K2SP4和KH2PO4浓度的增加分别为略有增加和直线降低,K2SO4浓度低时促进红壤对Cu^2＋的次级吸附,红壤Cu^2＋次级吸附率随KH2PO4浓度增加而增加;K2SO4和KH2PO4对红壤Cu^2＋次级吸附率增幅远比Cu^2＋吸附率增幅高,且KH2PO4对红壤Cu^2＋吸附的促进作用比K2SO4强,K2SO4对潮褐土Cu^2＋吸附率与次级吸附率的影响规律一致。[结论]该研究为铜污染土壤的防治提供科学依据。     

河南省主要土类耕层中几种微量元素全量分析

对河南省潮土、褐土、黄褐土、砂姜黑土、黄棕壤、红粘土6种土类耕层的100个土壤样品进行了Fe、Mn、Cu、Zn全量分析,结果表明:在所测的各类土壤中,全Fe含量最高,其次是全Mn含量。进一步研究发现:所测土壤中,Cu和Zn含量与土壤pH值之间存在一定的关系,pH值高的土壤中全Cu含量高于全Zn;pH值低的土壤则相反。     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态〉可还原态〉弱酸可溶态〉可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态〉残渣态〉弱酸可溶态〉可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

锌在铁氧化物和土壤上的吸附

选用人工合成的两种铁氧化物(针铁矿和赤铁矿)和一种土壤,研究了Zn2 在供试样品上的吸附,并对其吸附机理进行了分析.结果表明,供试样品吸附Zn2 的量随其浓度的升高而增加,土壤、赤铁矿、针铁矿吸附Zn2 的量依次增加;供试样品吸附Zn2 后,溶液的pH值均降低;用线性方程、Langmuir、Freundlich、Dubinin-Redushkerich等温吸附方程对供试样品吸附Zn2 的数据进行了描述与比较,并结合其组成进行了吸附机理探讨.     

两种土壤中邻苯二胺对铜离子吸附-解吸平衡影响的研究

采用室内测试方法,研究了低浓度的外源铜离子在两种不同性质土壤中的吸附、解吸过程及其受邻苯二胺的影响。结果发现,外源铜离子在红壤中的吸附随pH的变化明显变化,而在黑土中的吸附则随pH变化改变较小,吸附在红壤中的铜较吸附在黑土中的铜更易于解吸。有机物邻苯二胺对铜在两种土壤中的吸附和解吸过程产生了明显影响,酸性条件下邻苯二胺的存在增加了红壤对铜的吸附量,但同时也增加了铜的解吸百分数。而邻苯二胺基本不改变铜在黑土中的表观吸附量,但显著影响铜的解吸百分数。     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态＞可还原态＞弱酸可溶态＞可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态＞残渣态＞弱酸可溶态＞可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

典型土壤矿物对枯草芽胞杆菌自然转化的影响

采用化学吸附方法与紫外微量DNA浓度检测技术,考察恒电荷土壤活性颗粒吸附及固定胞外DNA(质粒pHTG)的特点,同时研究不同矿物对枯草芽胞杆菌发生自然转化的影响。不同种类的矿物颗粒对质粒pHTG的吸附能力不同,其中以针铁矿最强,高岭石次之,蒙脱石则为三者中最弱的。同时矿物的存在会对枯草芽胞杆菌的自然转化率产生一定的影响,其转化效率随着矿物质量浓度的增加而降低,当矿物质量浓度由0mg/mL增加至8mg/L时,与对照相比,转化效率下降2个数量级。     

应用穆斯堡尔谱鉴别福建中亚热带黄红壤氧化铁矿物

应用穆斯堡尔谱技术鉴别福建中亚热带黄壤,黄红壤及红壤的诊断层粘粒中氧化铁矿物。结果表明,黄壤与红壤粘粒中氧化铁矿物组成主要差别在于红壤既含针铁矿又含赤铁矿,而黄壤只含针铁矿。此外,黄壤粘粒中铝硅酸盐矿物结构中含有较多的Fe~(2+)。黄红壤粘粒中氧化铁以针铁矿占优势,含有少量赤铁矿和Fe~(2+)。土壤剖面颜色呈黑-黄-红变化的次生黄红壤的黄色土层(B_1)粘粒只含针铁矿,红土层(B_2)含有针铁矿和赤铁矿。根据研究结果认为,这种土壤的土体上部黄化是由于古红土中赤铁矿转化为针铁矿引起的。     

中南地区几种地带性土壤表面电荷特性与pH的关系

用改进的Schofield法、盐滴定法等方法研究测定了我国中南地区5种不同地带性土壤的表面电荷特性。结果表明：1)在同一pH条件下，土壤负电荷量由北向南呈递减趋势，正电荷量呈递增趋势，与供试土壤粘土矿物、铁铝氧化物组成及含量有关；2)砖红壤中负电荷以可变负电荷为主，棕红壤和红壤既有较大数量的可变负电荷，并含有一定数量的永久负电荷，黄褐土和黄棕壤负电荷量随pH的变化较小；3)供试土壤的PZC从北到南逐渐升高，砖红壤的PZNC为4．2，其它土壤在试验pH范围内不存在PZNC。