Fenton氧化对土壤有机质及其吸附性能的影响

利用3种土壤在室内研究了Fenton氧化对土壤有机质含量和组成的影响,以及由此引起的土壤对有机污染物(芘)吸附性能的变化。结果表明,Fenton氧化处理后,土壤有机质含量和组成均发生了改变,总有机质含量下降,其中腐植酸含量降低最多,胡敏素的含量基本保持不变,而富里酸含量有升高的趋势。芘在氧化后的3种土壤中的分配系数(Kd)都有降低;将Kd与土壤有机质各成分进行相关分析研究发现,有机质中胡敏素和腐植酸一起决定有机污染物的吸附行为,其中胡敏素为关键因素。因为土壤有机质各成分的分布不同,所以有机碳含量标化分配系数(Koc)相差很大,特别是在腐植酸含量相对较高的土壤中,由于腐植酸大部分降解为吸附能力小的富里酸,Koc有明显降低,而在腐植酸含量相对较低的土壤中Koc变化不明显。     

黑土组分吸附2，4-二硝基甲苯的特征研究

选用2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)作为有毒硝基污染物代表,黑土作为典型的土壤代表,采用摇瓶法,研究了原土土样、去除腐植酸和富里酸土样以及去除有机质后的土样对2,4-DNT的吸附特征.在此基础上,采用铯离子交换饱和土样的方法,研究了黑土的无机矿物组分经离子饱和后对2,4-DNT吸附特征,探讨了黑土有机和无机组分对吸附2,4-DNT的相对贡献.研究发现,与2,4-DNT在原土上的吸附相比较,去除腐植酸和富里酸组分对2,4-DNT的吸附影响甚微,而完全去除黑土有机质后导致2,4-DNT的吸附降低了近一个数量级,可见黑土有机质中不能被NaOH提取的组分(主要是腐黑物,干酪根和黑碳)是影响2,4-DNT吸附能力的主导因素.同时还发现,非极性有机物1,3-DCB与极性有机物2,4-DNT在土壤上的吸附主控机制不同,前者以疏水作用占主导,而后者主要受非疏水作用控制.另外,无机矿物组分不是影响2,4-DNT在黑土上吸附的主导因素,只有当水合性较弱的铯离子作为无机矿物的饱和离子时,无机矿物组分对2,4-DNT的强烈吸附才能显现出来.     

土壤有机质形态对有机污染物三氯乙烯（TCE）的吸附影响研究

[目的]研究有机质形态对有机污染物在环境中的迁移、转化等过程产生的影响。[方法]采用北京某地区3种土壤的三级样品,即原样土作为一级土壤,使用双氧水去除原样土中低聚合“软碳”的二级土壤和根据土壤样品测得的有机碳含量,使用高岭土代替无机矿物,利用腐殖质做“软碳”,按比例配制而成的三级土样;利用批试验的方法研究土壤样品对TCE的吸附行为。[结果]研究表明,土壤样品中,由于有机碳含量不同,有机污染物三氯乙烯的吸附量不同,样品吸附具有较好的线性行为,试验范围内不存在饱和吸附量;有杌质吸附量大于无机矿物吸附量,一级土样和二级土样吸附TCE的能力基本相同,即土样有机碳聚合形式的差异对TCE吸附能力影响较小。[结论]影响土样吸附TCE的主要因素是有机碳含量。     

水合热法测定土壤有机质含量的氧化条件优选

以外加热法作对照,研究了不同氧化剂与土样配比、环境温度等因素对水合热法测定土壤有机质含量的影响,并分析了不同方法测定的土壤有机质含量与土壤有机质中胡敏酸、富里酸的关系,为水合热法在测土配方施肥领域的推广应用提供参考。结果表明,采用水合热法测定土壤有机质含量的最佳氧化条件是：浓硫酸与重铬酸钾标准溶液体积比为2∶1,土壤称样量为氧化剂消耗量的1/2,23℃左右室温或63～93℃水浴保温氧化30min。     

水田土壤富里酸组分的结构表征及对多环芳烃芘的吸附特征

本文依次用pH4.8、pH7.0及pH11.0的通用缓冲液、水和乙醇,梯度淋洗吸附富里酸的XAD-8树脂,根据其不同解离程度及亲水性质将富里酸细分为5个组分(包括3个亲水性组分和2个疏水性组分);利用元素分析、红外光谱和核磁共振等分析方法确定各组分的理化特征,并研究各组分对特定多环芳烃(芘)的吸附特性.结果表明,按照淋洗次序,后分离的组分其羧基碳含量低于先分离的组分,烷基碳含量则高于后者;芘在被水和乙醇淋洗出的两种组分上的吸附等温线体现出良好的线性;组分中的烷基组分对吸附有促进作用,相反,羧基和羰基不利于芘的吸附,表明梯度淋洗分组方法对研究芘与富里酸的作用机理是十分有效的.     

芘在土壤中的吸附和解吸行为研究

研究了芘在6种有机质和黏粒含量不同的土壤中吸附和解吸行为。结果表明,各土壤对芘的吸附速率很快,2d即可达到稳态,而芘的解吸速率却很缓慢,出现了解吸滞后现象。Freund lich方程能够很好的拟合6种土壤的吸附等温线,芘在土壤中的吸附自由能变化量为7.02~14.43 kJ.mol-1,表明芘在土壤中的吸附以物理吸附为主。芘在土壤中的吸附常数在0.059~30.966之间,当土壤有机质含量高于1%时,吸附常数与土壤有机质含量成正比,而解吸速率与有机质含量成反比,解吸进行30 d,只有9.84%~54.59%吸附的芘从土壤中解吸;有机质含量低于1%时,黏粒和有机质含量都对土壤的吸附/解吸能力有重要影响。     

芘在土壤中的吸附和解吸行为研究

研究了芘在6种有机质和黏粒含量不同的土壤中吸附和解吸行为。结果表明,各土壤对芘的吸附速率很快,2d即可达到稳态,而芘的解吸速率却很缓慢,出现了解吸滞后现象。Freund lich方程能够很好的拟合6种土壤的吸附等温线,芘在土壤中的吸附自由能变化量为7.02~14.43 kJ.mol-1,表明芘在土壤中的吸附以物理吸附为主。芘在土壤中的吸附常数在0.059~30.966之间,当土壤有机质含量高于1%时,吸附常数与土壤有机质含量成正比,而解吸速率与有机质含量成反比,解吸进行30 d,只有9.84%~54.59%吸附的芘从土壤中解吸;有机质含量低于1%时,黏粒和有机质含量都对土壤的吸附/解吸能力有重要影响。     

除草剂丁草胺在东北地区主要土壤中的吸附研究

试验对除草剂丁草胺在东北地区主要土壤黑土、水稻土、盐碱土、白浆土中的吸附进行了研究。结果表明,经拟合Freundlich等温式最适合描述丁草胺在土壤中的吸附,其吸附常数Kd大小顺序为:黑土>水稻土>盐碱土>白浆土;吸附常数Kd与土壤性质相关性大小顺序为:土壤有机质>阳离子交换量(CEC)>pH>粘土矿物含量。根据丁草胺在4种土壤中的有机碳吸附常数及吸附自由能的大小,确定丁草胺在土壤中属于移动性弱化合物,在土壤中的吸附以物理吸附为主。     

土壤pH、有机质和含水氧化物对镉、铅竞争吸附的影响

采用一次平衡法（振荡16h）研究了土壤pH值、有机质和含水氧化物（以晶质氧化铁和非晶质氧化铁为代表）对Cd^2＋、Pb^2＋在水稻土上竞争吸附的影响。结果表明，pH值是影响土壤吸附Cd^2＋、Pb^2＋的主要因素，土壤对金属离子Cd^2＋、Pb^2＋的吸附量随pH值的增大而增加。土壤pH值为5．0和6．5时，对Cd^2＋、Pb^2＋的吸附量分别达到最大。当土壤去除有机质后，土壤对Cd^2＋、Pb^2＋的吸附均降低，与对照相比，分配系数Kd,cd、Kd,pb西分别下降54％～64％和36％-52％；土壤去除非晶质氧化铁后，Kd,cd、Kd,pb与对照相比分别下降32％～45％和15％～33％。有机质和非晶质氧化铁对Cd^2＋、Pb^2＋的选择性为：Pb^2＋〉Cd^2＋.当土壤晶质氧化铁和非晶质氧化铁均去除后．土壤吸附Cd^2＋、Pb^2＋不但未降低，反而有不同程度的增加，Kd,cd、Kd,pb西明显高于对照。     

Vertical distribution characteristics of different types of soil humus in Nanning suburb

[目的]分析南宁市郊不同类型土壤腐殖质垂直分布特征,以揭示土壤有机碳、腐殖质碳的分布特征及其与土壤含水量、pH的相关性.[方法]采用野外采样和室内分析相结合的方法,对南宁市郊菜园土、水稻土两类土壤剖面0～80 cm有机碳含量及腐殖质组分进行相关分析.[结果]土壤腐殖质碳含量随土层深度增加呈递减趋势,菜园土有机碳含量由表层16.16g/kg递减为5.32 g/kg,水稻土由表层最大值12.37 g/kg递减到4.19 g/kg;但菜园土有机碳含量总体上大于水稻土.两类土壤的胡敏酸、富里酸总碳量随土层深度增加呈下降趋势,菜园土中胡敏酸与富里酸比值总体上大于水稻土;两种类型土壤腐殖质全碳量均与富里酸呈极显著的正相关,与胡敏酸、胡敏素均呈正相关,与pH、含水量、HA/FA的值则呈负相关.[结论]南宁市郊两种不同类型土壤中有机碳含量均随土层深度递减,腐殖质全碳量与胡敏酸、富里酸、胡敏素呈正相关,与pH、土壤含水量、HA/FA呈负相关;菜园土腐殖化程度较高.     

不同施肥处理下我国典型农田土壤对可溶性有机碳的吸附特征

为分析不同施肥处理下我国典型农田土壤对可溶性有机碳(DOC)的吸附特征及其影响因素,选取黑土、灰漠土、潮土、红壤4种典型农田土壤,在不施肥(CK)、单施氮肥(N)、施氮磷肥(NP)、施化学氮磷钾肥(NPK)、有机肥配施化学氮磷钾肥(NPKM)5种施肥处理下,运用平衡吸附法测定DOC的吸附量.结果 表明,不同土壤类型在同一平衡浓度下对DOC的吸附量有较大差异,整体表现为灰漠土、红壤>黑土>潮土.最大吸附量(Qmax)在各类土壤中表现为红壤>灰漠土>黑土>潮土.其中,各土壤类型的吸附特征在不同施肥处理下具有较大差异:灰漠土和潮土Qmax总体表现为NPKM>NPK>NP>N>CK;红壤Qmax总体表现为NPKM>N>NPK>NP>CK;黑土表现为NPKM、NPK处理大于其他处理,其中NPKM处理的Qmax比CK增加15.2％.4种土壤的吸附亲和力常数(K)在不同施肥处理下均表现为CK处理大于其他处理.4种土壤的解吸势(b)随着初始有机质含量的增加而增加,其中黑土的解吸势远大于其他3类土壤.通过冗余分析发现,土壤性质能解释DOC吸附特征参数全部变异的90.61％.第一冗余因子解释了DOC吸附特征参数全部变异的82.79％,主要与粉粒含量、黏粒含量、pH等有关;第二冗余因子解释了全部变异的7.82％,主要与土壤有机质含量有关.研究表明,不同类型土壤中,黏粉粒含量较高的土壤对DOC的吸附量更大,同一土壤类型下,有机质含量较高的土壤对DOC的吸附量更大.     

柠檬酸强化低浓度EDTA对成都平原农田土壤铅和镉的淋洗效率

为了寻找绿色高效的土壤重金属修复技术,研究了柠檬酸与低浓度EDTA不同组合方式对成都平原两类污染农田土壤中Pb和Cd的淋洗率,并测定了淋洗前后土壤中有机质和基础养分含量。结果表明,EDTA单独淋洗时对水稻土Pb、Cd的最高淋洗率为44.94%和88.32%,对紫色土Pb、Cd的最高淋洗率为48.48%和71.85%。柠檬酸单独淋洗时对水稻土Pb、Cd的最高淋洗率为24.71%和69.38%,对紫色土Pb、Cd的最高淋洗率为33.54%和59.77%。柠檬酸与低浓度EDTA复合淋洗效果均优于单独淋洗,其中先EDTA再柠檬酸淋洗组合效果最好。相较于EDTA单独淋洗,该组合方式将水稻土中Pb、Cd的淋洗率分别提高了6.07%和9.67%,将紫色土中Pb、Cd的淋洗率均提高了10.33%和14.73%。同时,复合淋洗还能减少10%以上的土壤有机质与基础养分的流失。综合淋洗效率和土壤有机质及养分的变化,先用EDTA淋洗再用柠檬酸淋洗是最佳淋洗组合。     

不同碳材料增强有机酸对土壤重金属的去除及对土壤化学性质的影响

为了解碳材料和有机酸去除土壤重金属的效果,通过振荡淋洗法分别研究4种碳材料与柠檬酸、乙酸以及它们的复合淋洗剂对土壤重金属的去除。结果表明,单一纳米碳黑、水稻秸秆生物炭、木屑生物炭和果壳生物炭对重金属的去除率均低于0.5%。总体上,碳材料对柠檬酸去除重金属效果的提升作用高于乙酸,其中纳米碳黑对有机酸去除重金属的提升率最高,可达10.1%~11.1%,水稻秸秆次之,果壳和木屑生物炭对两种酸的提升率均低于5.8%。碳材料的加入,主要使酸溶态、可还原态和部分可氧化态的重金属在复合淋洗后显著降低(P0.05),相对于单一有机酸淋洗,复合淋洗更有利于减缓有机酸对土壤速效养分的损失。研究结果表明,纳米碳黑和水稻秸秆生物炭是能改进有机酸淋洗效果的两种材料。     

全氟烷基酸类在土壤中的吸附解吸及淋溶行为研究

为探讨不同碳链长度全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)在土壤中的吸附解吸及淋溶行为,分别利用批量平衡法和土柱实验方法研究了8种PFAAs在潮土和黑土的吸附解吸及淋溶特性。结果表明,PFAAs在土壤中的吸附和解吸在24 h内均能达到平衡,解吸存在迟滞性,PFAAs在土壤中的吸附和解吸等温线符合Freundlich模型(R20.900),Kf在1.44~282之间;潮土对PFAAs的吸附能力强于黑土,土壤对全氟烷基磺酸的吸附能力优于全氟烷基羧酸,且碳链越长,越容易被吸附;土壤有机质含量、粒径分布及溶解性有机质共同影响土壤对PFAAs吸附能力。土柱实验表明,超过97%的短链PFAAs可被淋出;随着碳链延长,土壤对PFAAs截留能力增加,淋出时间延长,累积淋出率降低;PFAAs在潮土和黑土土柱中的淋溶行为具有明显的差异,黑土土柱淋出液中PFAAs浓度变化小于潮土土柱;溶解性有机质能够改变PFAAs的相对淋溶曲线的形状,对短链PFAAs的淋溶具有促进作用,同时抑制了全氟辛烷羧酸和全氟己烷磺酸在土层中的向下迁移。研究表明,目前广泛采纳的短链替代品在土壤中有较强的移动性,对地下水具有潜在的风险。     

不同有机酸对石灰性土壤镉污染修复效应研究

【目的】 研究不同有机酸和滴灌技术结合对土壤镉污染的修复效应。【方法】采用盆栽试验,将有机酸溶液分时期滴入土壤中,测定玉米和小白菜土壤的不同形态镉含量。【结果】不同分子量有机酸对小白菜土壤镉修复效果为柠檬酸>酒石酸>草酸>黄腐酸,玉米为柠檬酸>草酸>黄腐酸>酒石酸。混合酸与单施有机酸中,对小白菜土壤镉修复效果为酒石酸>草酸+黄腐酸>酒石酸+黄腐酸>草酸>黄腐酸,玉米为草酸>黄腐酸>草酸+黄腐酸>酒石酸>酒石酸+黄腐酸。硝酸浸提有机肥对玉米和小白菜修复效果均较好。【结论】在小白菜土壤中,单施柠檬酸与单施酒石酸修复效果较好,玉米为单施柠檬酸和单施草酸修复效果较好;有机肥硝酸浸提液对两种作物修复效果均较好。     

低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu2+的影响

为探讨低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响,探明蒙山茶园土壤中铜的环境化学行为,以蒙山茶园土壤为对象,通过超声波分散法、沉降-虹吸法等提取土壤团聚体,采用批实验法研究了低分子量有机酸(柠檬酸、苹果酸、草酸)对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响。结果表明:茶园土壤原土及各粒径土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附量均随着Cu~(2+)浓度的增加而增加,而随低分子量有机酸加入浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,受到土壤团聚体比表面积、游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质等的影响,吸附量大小顺序为(0.002 mm)粒径组0.053~0.002 mm粒径组原土2~0.25 mm粒径组0.25~0.053 mm粒径组;应用Langmuir、Freundlich、Temkin三种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了显著水平(P0.05),其中Langmuir方程的拟合效果最佳;低分子量有机酸对土壤吸附Cu~(2+)的影响先表现为促进作用,随着加入量的增加转为抑制作用,柠檬酸、苹果酸浓度在0~1 mmol·L~(-1),草酸浓度在0~0.1 mmol·L~(-1)能促进土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附,而柠檬酸、苹果酸浓度1 mmol·L~(-1),草酸浓度0.1 mmol·L~(-1)时却抑制其吸附,柠檬酸、苹果酸为0.5 mmol·L~(-1)时吸附量达到最大。综上可知,低分子量有机酸对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响受有机酸种类、浓度及土壤团聚体大小的综合作用。     

不同土壤对阿散酸和洛克沙胂添加剂的吸附研究

采用平衡振荡法,研究了不同利用类型的北方土和南方土对阿散酸和洛克沙胂2种有机胂添加剂的吸附行为.结果表明:有机质和总铁含量高的偏酸性南方土对2种有机胂的吸附强度远远大于有机质和总铁含量低的偏碱性北方土;北方土添加腐殖质后对阿散酸和洛克沙胂吸附量分别增加了3倍和10倍左右,南方土去除有机质后吸附量显著下降;南方树木园土和农场土对洛克沙胂和阿散酸的吸附更符合Langmuir吸附等温线,树木园土对阿散酸和洛克沙胂的饱和吸附量分别为1 111和1 250 mg.kg-1,农场土对阿散酸和洛克沙胂的饱和吸附量分别为66和250 mg.kg-1,初始质量浓度对洛克沙胂的吸附量影响更大.     

UV-B辐射促进红壤水稻土中碳氮转化

以母质相同而有机质含量不同的两种水稻土(高有机质土,HO;低有机质土,LO)为对象,研究了三种强度的紫外(UV-B)辐射对两种土壤碳、氮转化的影响。结果表明:随着UV-B辐射强度的增加,土壤有机碳(TOC)含量降低,而可溶性有机碳(DOC)含量增加;UV-B辐射促进了土壤有机碳的降解和硝态氮的增加。在高强度的UV-B(2.83 W·m~(-2))辐射处理96 h后,LO和HO土壤的TOC含量分别减少了9.89%和10.16%,而DOC含量分别提高了39.24%和50.50%;同样辐射条件下,LO和HO土壤NO_3~--N含量分别比接受辐射前增加了74.48%和81.87%。因此,在农业生产中为了保护土壤碳库,减少氮素损失,应尽量避免地表裸露以降低UV-B辐射对土壤碳、氮转化的影响。     

有机酸对红壤等温吸附镉的影响

研究了有机酸对红壤等温吸附镉的影响,结果表明: 在有机酸的存在下,土壤对镉离子的吸附都满足Langmuir等温吸附方程,相关系数均在0.98以上,镉离子吸附常数k的大小顺序,在黄筋泥田中为:胡敏酸＞无有机酸＞柠檬酸＞草酸＞乙酸＞酒石酸;在黄筋泥中为:胡敏酸＞酒石酸＞乙酸＞柠檬酸＞无有机酸＞草酸; 最大吸附量b在两种土壤上均是胡敏酸最大,柠檬酸最小.对等温吸附的影响是:加入低分子量有机酸后,吸附量降低,而随着胡敏酸的加入,吸附量却升高.未加有机酸的土壤对镉的吸附大部分是通过静电作用完成的,并保留在低能位上.加入胡敏酸的土壤,低能位和高能位对镉的吸附几乎相等,不是以低能位为主.