不同pH值条件下人工合成铁氧化物对磷的吸附特性

以人工合成的针铁矿和水铁矿为研究对象,就结晶态和无定形态铁氧化物在不同pH值(5,6,7)条件下对磷素的等温吸附特性及Langmuir方程和Freundlich方程对铁氧化物吸附磷的拟合效果进行了研究。结果表明,两种铁氧化物对磷的吸附特性均可用Langmuir方程和Freundlich方程描述,相关系数均达到0.95以上,呈极显著水平,但Langmuir方程的拟合性优于Freundlich方程。比较磷的最大吸附量(Qmax)、吸附反应常数(KL,KF,n)和最大缓冲容量(MBC)可知,在相同pH值时,水铁矿(无定形态)对磷的吸附容量比针铁矿(结晶态)大的多;随着pH值升高,两种铁氧化物对磷的吸附量均降低,且水铁矿的降低趋势明显于针铁矿。     

安琪酵母对铅的吸附作用研究

本实验采用恒温摇床振荡吸附的试验方法,研究酵母对Pb2+的生物吸附动力学与热力学,并用适当的数学模型拟合实验数据。结果表明,在25℃~35℃温度范围内,吸附5 min可达到总吸附量的89%以上,2h左右达到平衡。酵母对Pb2+的吸附过程适宜用动力学二级方程描述,计算得生物吸附活化能为26.46KJ·mol-1。生物吸附平衡可用Langmuir等温方程和Freundlich等温方程来描述,相关系数均较高,其中Langmuir等温方程的相关系数为0.98。三种温度下吉布斯自由能△G和焓变△H均为负值,表明酵母对Pb2+的吸附为放热反应,能自发进行。     

几种石灰性土壤的磷素吸附特性及应用

选用18种性质不同的石灰性土壤,研究磷素吸附特性。结果表明,Langmuir和Freundlich方程能满意地描述石灰性土壤的磷素吸附特性。不同土类间的最大吸附量,最大缓冲容量及吸附能有较大差异。同时对用磷素吸附平衡预测施磷量的理论进行了讨论。     

蒙山茶园土壤组分对铝的吸附解吸动力学特征的影响

为了探讨铝在土壤中迁移、转化的环境化学行为,以蒙山茶园土壤为供试土壤,采用间歇法研究了原土及各粒级对铝吸附解吸的动力学特征,分析土壤有机质、游离氧化铁含量和CEC与铝的吸附解吸动力学特征的关系,以期为茶园土壤科学管理、降低茶叶中铝含量提供科学参考。结果表明:两种茶园土壤对铝的吸附量均随时间的延长而增加,以最大吸附量为例,紫色土表现为粘粒(1 009.26 mg·kg-1)粉粒(510.17 mg·kg-1)细砂粒(269.13 mg·kg-1)原土(144.91 mg·kg-1)粗砂粒(217.94 mg·kg-1),黄壤表现为粘粒(477.56 mg·kg-1)粉粒(327.62 mg·kg-1)原土(152.54 mg·kg-1)细砂粒(136.90 mg·kg-1)粗砂粒(174.61 mg·kg-1);两种土壤对铝均存在静电吸附和专性吸附,以60 min为界分为快速反应阶段和慢速反应阶段,吸附平衡时间为240 min;双常数方程及Elovich方程可以很好地描述两种土壤对铝的吸附解析动力学过程,方程拟合均能达到极显著水平(P0.01);土壤的有机质、游离氧化铁、CEC与吸附速率呈显著或极显著正相关,与吸附速率的下降率呈显著负相关,而在解析阶段,三项指标与两种土壤的解析率相关性都不明显。     

幕阜山土壤粘粒复合体的吸磷特性

以幕阜山5个海拔高度的土壤粘粒复合体为对象,用等温平衡吸附法研究了磷吸附量随加入磷浓度和平衡时间改变的变化规律。结果表明;①随着海拔高度增加,土壤粘粒的最大吸磷量由2.48 mg·g~(-1)依次增大到9.38 mg·g~(-1),达到饱和吸附所需加入的磷浓度增高,最大解吸磷量却逐渐降低,磷的解吸率减小。②根据土壤粘粒吸附磷速率的不同可将供试样品的吸磷过程划分为3个阶段,在24小时内的吸磷量占480小时吸磷量的72%～85%。海拔越高的土壤粘粒,快反应速率越高,缓慢吸附的时间越长。同一样品经不同时间吸附的磷解吸率变幅不大。③供试粘粒吸磷量随平衡液浓度和平衡时间的变化特征可用Langmuir,Temkin,Freundlich,Elovich等方程描述,相关系数在0.94～0.99之间,达极显著水准。④不同海拔土壤在磷吸附量、吸附速率和吸附强度等方面的不同,主要与土壤粘粒复合体中吸磷载体的含量差异有关。     

不同人工湿地基质对磷的吸附性能研究

通过基质磷素吸附动力学、等温吸附以及基质饱和吸附后磷素解吸实验,研究陶瓷滤料、红泥、水洗砂、炉渣4种人工湿地基质净化磷素的效果,评价其基质磷素饱和吸附后磷素解吸可能造成的二次污染风险.结果表明,在溶液磷(P)浓度为5～150 mg·L-1条件下,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能很好地描述陶瓷滤料和红泥两种基质的磷素吸附过程,陶瓷滤料用Langmuir方程比Freundlich方程的拟合程度更好,红泥则相反.4种基质对磷素的吸附量顺序依次为红泥＞陶瓷滤料＞炉渣＞水洗砂.从磷素的解吸率来看,4种基质释磷顺序依次为炉渣＞水洗砂＞陶瓷滤料＞红泥,水洗砂和炉渣吸附磷素后的解吸率较高,其他两种基质磷素解吸的比例很低.综合评价,陶瓷滤料更适合作为人工湿地污水除磷的基质.     

几种土壤K-Ca交换特征及热力学函数的研究

应用平衡方法对黄褐土、塿土、黑垆土的K-G交换特征及热力学函数进行了初步研究,结果表明:黄褐土对K~+的亲和力相对较小;塿土、黑垆土对K~+的相对亲和力较强,且其交换等温线分别在X_k~l等于0.46和0.41处出现拐点,说明其粘粒表面存在着两种对K~+结合能不同的吸附位。3种土壤对K~+的选择性为:塿土≥黑垆土>黄褐土,选择系数变化的总趋势是随固相吸附K~+的摩尔分数增加而减小,随温度的升高而下降。3种土壤K-Ca交换的热力学函数△G°、△H°和 △S°均为负值,表明3种土壤对K~+均有一定的亲和力,交换反应为放热过程。从△G°、△H°和△S°的绝对值大小来看,3种土壤对K~+的偏好和结合的稳定程度为:塿土>黑垆土>黄褐土,这与其对K~±的选择性结论一致。     

博乐地区土壤有机质及不同粒径颗粒对土壤负电荷贡献的研究

采集该地区主要土类剖面21个,分层土样80个,进行理化分析,数据经通径分析的结果表明,有机质和不同粒径颗粒对土壤负电荷贡献的相对重要性依次为有机质>粘粒>粉粒。因土壤负电荷量与有机质和粘粒含量呈显著的相关性,故在土壤表层有机质对土壤负电荷的贡献常居于首位,而在剖面的中下部则粘粒对负电荷的贡献大于有机质。该地区土壤粘粒和有机质平均每100克所具有的负电荷量分别是15.7和273毫克当量。     

土壤有机矿质复合体的表面电荷特性及对锌的吸附

供试土样为中国的棕壤、红壤和赤红壤及巴基斯坦的ｇｕｊｒａｎｗａｌａｓｅｒｉｅｓ和ｋｏｔｌｉｓｅｒｉｅｓ．与Ｈ－粘粒比，Ｈ－粘粒复合体有较多的净负电荷和较少的正电荷。在红壤和赤红壤中，Ｈ－粘粒复合体的表面积比Ｈ－粘粒大，但在棕壤，ｇｕｊｒａｎｗａｌａｓｅｒｉｅｓ和ｋｏｔｌｉｓｅｒｉｅｓ中则相反。在ｐＨ近７．０时，因有机质而使负电荷百分数增加的次序为赤红壤＞红壤＞ｇｕｊｒａｎｗａｌａｓｅｒｉｅｓ＞ｋｏｔｌｉｓｅｒｉｅｓ＞棕壤。当ｐＨ＜７时有机质可以提高赤红壤、红壤和ｋｏｔｌｉｓｅｒｉｅｓ对锌的吸附，在各种锌浓度下，有机质均能提高棕壤和ｇｕｊｒａｎｗａｌａｓｅｒｉｅｓ对锌的吸附。与Ｌａｎｇｍｕｉｒ和Ｔｅｍｋｉｎ方程比较，Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程最适合描述Ｈ－粘粒复合体对锌的吸附行为，但Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程最适合于自然粘粒复合体。     

黄壤、棕壤对铬(Ⅵ)吸附特性的研究

通过振荡平衡法研究黄壤、棕壤对Cr(Ⅵ)的吸附行为,结果表明,在酸性条件下土壤对Cr(Ⅵ)的吸附量远高于碱性条件下的吸附量,随温度的升高黄壤、棕壤对Cr(Ⅵ)的吸附量增加。土壤本身理化性质不同,其对Cr(Ⅵ)的吸附量有很大差异;土壤吸附Cr(Ⅵ)量与游离铁铝氧化物及粘粒含量呈显著正相关,而与有机质及土壤p H值呈负相关。供试土壤等温吸附Cr(Ⅵ)量表现为黄壤棕壤。随着土壤有机质含量的增加,土壤Cr(Ⅵ)的等温吸附平衡浓度下降,对Cr(Ⅵ)的吸附能力下降。     

石灰性土壤中固磷基质的探讨

本文对采自我国北方7省(区)的39个石灰性土样的8项基本性质(CaCO_3<0.01mm物理粘粒、<0.001mm粘粒、游离Fe_2O_3、pH、有机质、速效磷和全磷)进行了分析,并对其磷酸吸收系数(PAC)、固磷百分率和磷肥指数(PFI)作了测定,通过相关分析、通径分析和多元逐步回归分析表明,石灰性土壤的主要固磷基质是<0.01mm物理粘粒,而不是CaCO_3。     

三峡水库消落区土壤磷吸附特征

采集了三峡水库消落区主要土壤类型和土地利用方式的土壤样本30个,研究了土壤对磷的等温吸附过程。结果表明:三峡水库消落区土壤磷的等温吸附过程可以用单表面Langmuir方程、双表面Langmuir方程、Frendlich方程、Temkin方程描述。土壤吸磷能力为水田>旱地,黄壤>紫色土>冲积土。紫色土、冲积土的磷零点吸持平衡浓度高于发生富营养化的临界浓度(0.02mg/L)。黄壤对磷有较大的缓冲容量,而冲积土、紫色土对磷的缓冲能力较小,土壤淹水后其释放磷的风险大于黄壤。土壤的吸磷能力与土壤活性铁铝和有机质含量呈正相关,与磷吸持饱和度呈负相关。磷吸持指数可代替最大吸磷量用于评价土壤的吸磷能力,磷吸持饱和度可用来评价磷在水土界面的迁移能力。     

人工湿地不同基质磷吸附性能试验研究

针对近年来大量含磷废水排入水体所造成的污染问题,研究了沙、碎石、土、灰渣4种人工湿地基质对废水中磷的吸附效果,考察其吸附动力学性能和解吸性能,进行等温吸附试验。结果表明,4种基质中土的吸附效果最好,12h时吸附量可达489.2mg·g-1;土的等温吸附可以用弗里德里希吸附等温式和兰缪尔吸附等温式表示,其相关性系数分别为0.990和0.9529;解吸试验表明,吸附饱和后的土的解吸效果较差,12h后磷的解吸率为16.8%。以上结果可以为实际的工业应用提供参考。     

外源有机络合剂对土壤磷素吸附性能的影响

本文通过室内培养试验研究了五种外源有机络合剂（柠檬酸、腐殖酸、二乙三胺五乙酸、氨基三乙酸和类羧酸）对土壤磷素吸收性能的影响。结果表明：不同有机络合剂施人土壤后,土壤磷等温吸附曲线与Lang-muir方程拟合程度均达极显著水平,但其相关系数均有所降低,其下降幅度由大到小顺序是：二乙三胺五乙酸〉氨基三乙酸〉柠檬酸〉腐殖酸〉类羧酸;磷的最大吸附量亦均明显下降,下降幅度由大到小顺序为：氨基三乙酸〉二乙三胺五乙酸〉腐殖酸〉类羧酸〉柠檬酸;土壤磷的最大缓冲能力亦均明显降低,其中二乙三胺五乙酸和氨基三乙酸处理降低最大,其次为柠檬酸和类羧酸,再者为腐殖酸。     

高炉炉渣对磷的吸附特性

首先对高炉炉渣经过不同浓度硫酸处理后在不同pH条件下的除磷效果进行了研究;再通过等温吸附、动力学吸附和热力学吸附模拟实验,应用不同的吸附方程进行拟合,探讨了静态实验下高炉炉渣对磷的吸附特性。结果表明:高炉炉渣在经过2 mol/L硫酸处理后,在pH=9的条件下对磷具有最好的吸附性能;Langmuir等温吸附模型能较好地模拟高炉炉渣对磷的等温吸附过程;Lagergren一级吸附速率方程和Bangham动力学方程均能较好地描述高炉炉渣对磷的动力吸附,且前者更好。根据Gibbs自由能变(△G0<0)和标准反应焓变值(△H0>0)判断,该吸附是自发的、吸热的化学吸附反应。     

人工湿地基质磷吸附特性研究

选取较为常见的人工湿地基质(土壤、砂、砾石),研究了它们对磷的吸附特性。结果表明,土壤对磷的吸附随着振荡时间的增加而增加;沙和砾石的的吸附量在振荡时间为8 h最大;Langmuir方程、Freundlich方程、Temkin方程都能很好地拟合人工湿地基质对磷的等温吸附数量,其中Langmuir等温式的拟合程度最好;3种基质在磷吸附上不存在竞争吸附;3种基质对磷的吸附,均随着磷浓度的增大而减慢。     

红壤复合体不同活性有机磷的分布特征及其与磷酸酶的关系

笃第四纪红色粘土发育的红壤,运用超声分离技术将复合体分离,测定其不同活性有机磷和土壤磷酸酶,结果表明：红壤及其复合体有机磷的质量分数随着肥力的提高呈增大趋势;土壤有机磷主要存在于〈１μｍ的复合体中;无论是红壤还是复合体,其有机磷以中告示知性有机磷和中等稳定有机磷为主,两者之这和占有机磷总量的８０％,并且它们与土壤磷酸酶呈较好的正相关关系。     

不同磷效率小麦对磷的吸收及根际土壤磷组分特征差异

【目的】研究不同磷效率小麦根际土壤磷组分特征及磷高效小麦对土壤中不同形态磷素的活化利用特征,以探明磷高效小麦高效吸收利用磷素机理。【方法】在土培盆栽条件下,以小麦磷高效品种CD1158-7、省A3宜03-4和低效品种渝02321为材料,研究每kg土中施磷0、10、20和30 mg（表示为0、10、20、30 mg•kg-1）条件下其生物量、磷素积累量、根际与非根际土壤水溶性磷、无机磷组分、有机磷组分的浓度差异。【结果】不同磷效率小麦生物量、磷素积累量随着施磷量增加均有不同程度的增加,且高效品种显著高于低效品种。不同施磷处理,根际土壤水溶性磷浓度均低于非根际土壤。在低磷处理（不施磷、施磷10、20 mg•kg-1）条件下,高效品种根际土壤水溶性磷出现了亏缺,而施磷量较高（施磷30 mg•kg-1）时,其根际土壤水溶性磷则出现了富集。根际与非根际土壤无机磷组分浓度为Ca10-P＞O-P、Fe-P＞Al-P＞Ca8-P＞Ca2-P,且Ca10-P浓度占无机磷总量的50%以上。不施磷、施磷10 mg•kg-1,高效品种根际土壤中Ca2-P浓度是低效品种的1.22和1.23倍、1.31和1.59倍。低效品种根际土壤Al-P浓度在不施磷处理下是高效品种1.13和1.23倍。施磷量减少,不同磷效率小麦根际土壤均表现出O-P、Fe-P的减少。根际与非根际土壤4种有机磷组分中,以中活性有机磷浓度最高,其次为中稳性有机磷和高稳性有机磷,而活性有机磷的浓度最低。不施磷和施磷10 mg•kg-1处理,低效品种渝02321根际土壤活性有机磷浓度是高效品种CD1158-7和省A3宜03-4的2.00与1.76倍、1.68与1.63倍。【结论】磷高效小麦具有较强的磷素积累、物质生产和水溶性磷吸收能力。低磷胁迫下,磷高效品种活化吸收Al-P、Ca-P、活性有机磷能力强于低效品种。     

三江平原小叶章湿地土壤SO4^2-的吸附与解吸特征

以三江平原小叶章湿地为研究对象,研究了小叶章湿地土壤SO4^2-的吸附和解吸特征。结果表明,小叶章湿地不同层土壤对SO4^2-的等温吸附均可以用Langmuir、Freundrich和Temkin方程来表示,且吸附能力均随土壤深度的增加而增加,这种变化和土壤有机质、pH值和粘粒含量密切相关。土壤的解吸能力不仅和土壤质地密切相关,而且受土壤中吸附SO4^2-的影响,一般当土壤中吸附SO4^2-量较大时,解吸的绝对量大,但解吸率较低,反之亦然。吸附率明显高于解吸率,对于延缓土壤的酸化具有一定的意义。     

土壤酶活性和土壤养分回归方程的构建

选用24个河南中部具有代表性的土壤样本,分析土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量和土壤酶活性的相关性。旨在建立相应的回归方程,利用土壤酶活性推测土壤的肥力情况。结果表明:土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和土壤有机质、全氮、全磷、全钾相关均达到极显著状态。过氧化氢酶和有机质间的相关系数最高,为0.925。蔗糖酶和有机质、全钾之间相关均达到极显著状态,但和全氮、全磷相关不显著。过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶之间的相关性也均达到极显著状态,其中过氧化氢酶和碱性磷酸酶的相关系数最高,为0.914。由此建立起相应的回归方程。