底泥中磷的吸附-解吸特性研究进展

水体富营养化已成为人们关注的重要问题。文章结合国内外研究现状,通过对底泥中磷素形态及吸附-解吸特征进行研究,并分析了影响其反应的机理,为研究水体富营养化提供理论依据。     

氨氮在底泥中的吸附-解吸行为研究进展

水体底泥污染是世界范围内的一个重要环境问题。通过以底泥作为研究对象,对氨氮在底泥中的吸附-解吸行为的研究进展进行较系统的阐述,包括主要营养元素的环境意义和底泥对氨氮的吸附-解吸作用、基本概念及原理,以为农业面源污染方面的研究提供基础资料,也为治理水体富营养化提供理论依据。     

悬浮底泥六氯苯吸附-解吸行为研究

为调查河流系统中六氯苯(HCB)在悬浮底泥与水体间的迁移规律,采集大沽排污河12个站位的表层沉积物样品进行吸附-解吸规律的研究.首先进行了沉积物中HCB解吸释放实验研究,结果表明:HCB释放规律符合快、慢2段1级动力学模型,快速和慢速释放部分所占的质量分率f1,f2分别为34.1%和65.9%;快速和慢速释放速率常数k1d,k2d分别为0.125 3 h-1和8.0×10-4h-1.进而.根据HCB解吸规律建立了水系中污染物在悬浮底泥与水体间的吸附-解吸动力学模型,经过吸附-解吸动力学分析,揭示出HCB在不同环境介质间的迁移过程.悬浮颗粒物浓度是HCB吸附-解吸时间响应的重要影响因素.悬浮底泥浓度为0.05 g·L-1时,500 h水体中溶解相HCB浓度仍在增大.而悬浮底泥浓度为2.5 g·L-1时,10 h后各相浓度变化就已经不明显.模型分析结果可解释许多文献报道同一种有机污染物吸附一解吸平衡时间从几小时到几个月的巨大差异.     

甘肃省主要农业区土壤对磷的吸附与解吸特性

实测的等温吸附曲线与常用的Freundlich、Langmuir及Temkin的吸附模式均很吻合,全部相关系数均达极显着水平。由吸附曲线得到的土壤对磷的吸附特性值(k·x_m)差异较大,东部地区较西部高,覆盖黑垆土>黄绵土>黑麻土>灌漠土。影响土壤吸磷的因素主要是土壤有机质含量和阳离子代换量(CEC),有机质含量越高,土壤对磷的吸附结合能越小,而吸磷量增加;土壤吸附磷的解吸曲线不同层次与土壤吸附磷的结合方式不同有关。水溶性磷加入土壤后,首先形成二钙磷,其次是Al-P,再次是八钙磷,并逐渐形成更难溶的磷酸盐形式。     

富营养化水体底泥磷释放的研究进展

底泥是富营养化水体内源性磷的主要来源,而底泥中磷的释放与磷的形态及其数量分布、环境影响因子等有密切的关系。综述了国内外学者对底泥磷的形态、释放影响因素及原位控制技术等最新研究进展,并分析了今后的研究重点。     

红壤磷吸附解吸特性及环境效应研究

对两种不同耕作年限红壤的磷吸附解吸特性及环境效应进行了研究,结果表明:两种不同耕作年限的红壤对磷的吸附量均随磷液浓度的增加而增加,且新开垦地土壤对磷的吸附速度高于多年耕作地土壤;土壤磷的解吸受土壤吸附磷量的制约,在土壤磷液浓度相等的条件下,土壤磷的吸附量越大则磷解吸量相应增加,而土壤磷最大吸附量越高,则磷的解吸量反而越少.Langmuir方程可以很好地拟合磷吸附过程.多年耕作地土壤磷吸附饱和度比环境敏感临界指标(25%)小1.5个百分点,表明经长期耕作的农田土壤磷已经接近流失的临界值,施磷肥要量出而入;而新开垦的耕地磷吸附饱和度仅为9.6%,为了达到高产目的仍需要多施磷肥.     

磷与草甘膦在酸性土壤中吸附解吸交互作用机制

过量的磷肥和草甘膦是我国南方土壤中两种共存污染物,通常伴随着水土流失引起面源污染,为揭示土壤中草甘膦和磷的保持、释放规律及其相互影响机制,通过等温吸附-解吸试验,研究了红壤和黄壤经草甘膦处理后对磷的吸附解吸规律以及磷对草甘膦在红壤和黄壤中吸附解吸行为的影响。结果表明,草甘膦作用下磷在供试土壤上的吸附行为可用Langmuir方程描述,红壤和黄壤对磷的吸附反应均是自发进行的吸热反应,两种土壤对磷的吸附量均随草甘膦浓度增加而下降。与对照相比,红壤经草甘膦处理后,对高浓度磷的解吸具有明显抑制作用,而黄壤磷解吸量在草甘膦作用下变化不明显,但解吸率随草甘膦浓度增加有所上升。此外,Freundlich方程对磷作用下草甘膦在供试土壤上的吸附行为拟合效果较好。未添加磷时,草甘膦在黄壤上的吸附量大于其在红壤上的吸附量,然而随着磷浓度增加,黄壤对草甘膦的吸附量减少。草甘膦在两种土壤上的解吸率均呈下降趋势,随着外源磷浓度增加,草甘膦在红壤上的解吸量和解吸率均显著降低,而不同磷处理下黄壤草甘膦解吸量变化一般在1.83~8.42 mmol·kg~(-1)之间,外源磷对草甘膦在黄壤上的解吸影响较小。以上研究表明,土壤中草甘膦和磷存在着吸附行为的竞争,草甘膦能够降低土壤对磷的吸附,同时磷也能够抑制土壤对草甘膦的吸附。     

铜尾矿对水溶液中磷的吸附与解吸

为研究铜尾矿作为吸附剂对水溶液中磷的吸附与解吸,从铜陵尾矿库采取尾矿样本,以其作为吸附材料对KH2PO4配制的水溶液进行吸附,用比色法测定磷的平衡浓度,然后计算平衡吸附量和解吸量.结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附方程能够较好地描述铜尾矿对水溶液中磷的吸附过程;尾矿废弃物对水溶液中磷酸根的吸附量与尾矿样本中游离氧化铁、晶质氧化铁、有机络合铁含量以及烧失量呈极显著正相关,而与pH呈极显著负相关;各种植物群落下A层尾矿对磷的吸附量低于C层,尾矿对水溶液中磷的平均最大吸附量超过0.85 mg·g-1,铜官山老尾矿库白茅群落下硬盘层对水溶液中磷的平均最大吸附量达到8.66 mg·g-1,被铜尾矿吸附的磷的平均解吸率低于5%.     

不同原料生物炭对磷的吸附-解吸能力及其对土壤磷吸附解析的影响

土壤作为磷的临时养分库,其对磷的吸附解吸能力既制约磷肥的有效性又影响土壤磷的流失,为合理利用农业废弃物,增强农田土壤对磷的固储力,减轻农田土壤磷素流失的环境风险,我们对水葫芦、竹子、秸秆、核桃壳、松针(农业废弃物)炭化后对KH2PO4吸附-解吸模拟性研究,从中选取综合固磷能力较强的生物炭(秸秆)与土壤按0%(对照)、0.1%、0.2%、0.5%不同比例(质量比)添加,了解生物炭添加对土壤磷吸附-解吸能力的影响。结果表明:5种生物炭对磷的等温吸附(Langmuir方程拟合)的最大吸附量高低顺次为:水葫芦(2 906.98 mg·kg-1)秸秆(2 702.70mg·kg-1)竹子(2 469.14mg·kg-1)松针(2 217.29mg·kg-1)核桃壳(2 336.45mg·kg-1),5种生物炭对吸附磷的解吸力,随着解吸次数增加吸附磷的解吸力增加,尤其前4次,磷的解吸很迅速,达0.52~1.90mg·L-1;秸秆生物炭添加能增强土壤对磷的吸附,不同比例的增强效果为:0.5%0.2%0.1%0,但是,秸秆生物炭添加对土壤磷的解吸能力没有显著影响。5种生物炭中水葫芦生物炭对磷吸附能力最强,其次是秸秆生物炭,但是由于水葫芦生物炭生产率很低(仅约为0.79%),秸秆生物炭不仅生产率高(约为2.79%)有较强的吸附能力,按0.5%添加到土壤中能较好地提高土壤对磷的吸附性能。     

江华国家烟草示范基地土壤磷的吸附与解吸特征

采用恒温培养法研究了湖南永州江华国家烟草示范基地土壤的磷吸附和解吸特性.结果表明,土壤的磷吸附曲线与Langmuir、Freundlich及Temkin等温吸附曲线均达到极显著相关水平,以Langmuir方程的拟合度最高.土壤最大吸附磷量与pH值呈极显著负相关,与有机质呈显著正相关.3个供试土壤磷的最大吸附量(Xm)在1 428.6～2 500.0 mg/kg之间,吸附亲和力常数(K)值介于0.135～0.212之间,磷的最大缓冲容量(MBC)值介于270.3～454.5mg/kg之间,磷的吸附饱和度(DPS)值介于0.93%～1.67%.随磷的吸附量的增加,解吸量有增加的趋势.     

污染底泥砷解吸规律研究

基于底泥中砷解吸与水动力的关系,静置时间与砷沉积的关系,研究底泥中砷的解吸规律。结果表明:对混合液的搅拌可加速底泥中砷的解吸,转速显著影响底泥砷溶出量,即转速越高,砷溶出量越多。而当混合液放置一段时间后,水中砷量不断减少,但砷浓度的降低非常缓慢,即使放置4h,水中砷量仍相当于地表水Ⅴ类标准的3～5倍。研究还表明,当混合液放置30min后,各转速间砷量没有显著的差异性。     

pH对红枫湖表层沉积物吸附与释放磷的影响

为给进一步治理红枫湖提供参考资料,对沉积物中磷在大范围pH(2～12)下的吸附与释放特性进行了模拟试验.结果表明:红枫湖沉积物可溶性磷的存在形态包括有机磷、无机磷、铝/铁磷和钙磷等,铝/铁磷和钙磷为主要形态.红枫湖沉积物对磷的理论吸附量较大,说明,在上覆水含磷浓度较高的情况下,沉积物仍能吸附大量的磷污染物,在红枫湖水污染较轻的情况下,沉积物中的磷将释放,导致水体富营养化.pH对磷吸附的影响呈倒“U”型,对磷释放的影响呈“U”型,随着pH增大,磷的释放量也增大,这是由OH-交换能力的增强和红枫湖沉积物中可交换的铝/铁磷和钙磷含量较高所致.     

生物炭对杉木人工林土壤磷素吸附解吸特性的影响

为了改善磷素吸附作用,提高磷在杉木人工林土壤中的利用率,又防止解吸过度引起土壤磷素淋溶造成资源浪费,以杉木树叶和树干为原料,分别在300℃和600℃下制备4种生物炭:300℃杉叶炭(BL300)、600℃杉叶炭(BL600)、300℃木屑炭(BW300)和600℃木屑炭(BW600),分别向土壤中加入0%、2%、4%、8%比例的生物炭,完成吸附解吸试验。结果表明,制备原料和温度对生物炭的成分和性质有决定性的作用,杉叶生物炭pH值、灰分含量、有效磷等的含量显著高于木屑生物炭,且高温炭大于低温炭,其中BL600生物炭pH值、灰分含量及有效磷含量最高;Langmuir模型能很好地拟合生物炭添加后红壤磷素的吸附过程,在低磷浓度时生物炭添加对土壤磷素吸附作用的影响不大,高磷浓度时则促进吸附作用;其中杉叶炭促进土壤磷素吸附的作用大于木屑炭,高温炭大于低温炭,2%和4%的生物炭添加量促进土壤磷素吸附,但8%的添加量会降低土壤对磷的吸附作用;生物炭添加在一定程度上降低了土壤磷素的解吸率,其中木屑炭降低的作用大于杉叶炭;因此建议在磷浓度较高的杉木林人工土壤中添加中低量的BL600,在磷浓度较低的杉木林人工土壤中添加大量的BL600,土壤富磷时能够增强吸附作用,减小土壤磷素淋溶风险,土壤缺磷时增加解吸率来提高土壤磷素利用率。     

风沙土不同有机矿质复合体对磷的解吸特征影响

采用平衡解吸法研究了风沙土不同有机矿质复合体对磷的解吸特征影响。结果表明,通过过氧化氢去除腐殖质后的风沙土磷的解吸比例(Dr=0.99)大幅度增加,解吸迟滞性指数(TⅡ=0.02)显著降低,有机矿质复合体是影响磷在风沙土上固持特征的重要因素;磷在钙键和铁铝键有机矿质复合体团聚结构微孔隙中引起的团聚体结构不可逆形变是导致磷解吸比例降低、解吸迟滞性指数增大的原因之一。铁铝键有机矿质复合体除对团聚体结构形成有重要影响外,还存在铁铝氧化物及水化氧化物对磷的配位吸附作用,因而铁铝键有机矿质复合体(Dr=0.35、TⅡ=0.44)比钙键有机矿质复合体(Dr=0.62、TⅡ=0.28)对磷的固持能力强得多;考查风沙土对磷的解吸特征不但要考虑腐殖质的含量,更要考虑腐殖质的复合形态,它也是影响风沙土磷解吸特征的重要因素。钙键有机矿质复合体、铁铝键有机矿质复合体携载的吸附态磷对上覆水体的释放通量可分别按其饱和吸附量62%和35%估算。     

磷肥不同施用方式对土壤速效磷及春玉米磷素吸收和产量的影响

通过田间小区试验的方法研究了磷肥不同施用方式下,土壤速效磷含量变化、超高产春玉米磷素吸收规律以及产量的变化.结果表明,土壤速效磷含量随施磷量的增加呈增加的趋势,苗期不同处理间差异显著,至蜡熟期差异逐渐减小.施用磷肥提高了春玉米植株对磷素的吸收量,在磷肥总量相同的条件下,不同基肥、追肥比例春玉米磷素吸收量有所不同.春玉米产量与磷肥施用量呈典型抛物线关系,一定范围内随施磷量增加春玉米产量呈增加的趋势,过量施用磷肥导致减产.     

几种常用建材的等温吸放湿线试验研究

设计建造了恒温恒湿试验台，用盐水饱和溶液保持小室恒定的湿度，通过对３种常用建材的平衡湿容量研究，试验得到其等温吸放湿曲线，为围护结构动态湿特性研究提供了基本数据。     

不同培养条件下生物炭对磷吸附解吸能力的影响

将350℃和600℃2种不同裂解温度下的芦苇秸秆生物炭作洗涤和未洗涤处理后,与巢湖十五里河河口湿地土壤进行网隔培养,培养的水分处理分为:淹水、干湿交替和75%田间持水量,共得到12个样品。对培养后生物炭进行磷素吸附-解吸实验,采用Langmuir和Freundlich吸附模型分析处理3种水分培养后的生物质炭对磷的吸附-解吸差异。结果表明:吸附量均随磷平衡浓度的增加而增大,且淹水的吸附量远远大于75%田间持水量。Langmuir和Freundich方程均能很好地描述12种不同处理的生物质炭对磷的等温吸附过程。淹水的各个拟合参数均高于干湿交替和75%田间持水量。解吸量均随添加磷浓度的增大而增大,解吸率随添加磷浓度的增加而减少。淹水的解吸量和解吸率均高于干湿交替和75%田间持水量。     

富营养化湖泊沉积物磷释放特点及水生植物对其的影响

湖泊富营养化是一个全球性的环境问题,磷是湖泊富营养化的最主要的限制性因子之一.综述了富营养化湖泊沉积物中磷的化学形态、释放规律及其影响因素,并讨论了水生植物对湖泊内源磷释放的影响机制.     

梁子湖沉积物中氮磷分布特征研究

通过采集3个沉积物柱芯对梁子湖沉积物中不同形态氮、磷及孔隙水中NH4 -N、NO3--N和全磷在剖面的分布特征进行了研究.结果表明入水口附近沉积物氮、磷的含量较湖心和出水口附近高.沉积物和孔隙水中,NO3--N含量从表层到底层呈下降趋势,而NH4 -N含量则逐渐增加;沉积物中全氮和有机氮随深度增加而明显降低.沉积物中全磷及不同化学相磷含量随深度增加而降低,而孔隙水中全磷含量随深度递增.