用Wien效应研究土壤有机质对阳离子与黄棕壤型水稻土黏粒相互作用的影响

选择富含有机质的黄棕壤型水稻土,提取小于2μm的黏粒,将其中1/2黏粒去除有机质,分别制成为不同阳离子(Na+、K+、NH4+、Ca2+、Cd2+和La3+)饱和的土样,用Wien效应法研究土壤有机质对阳离子与土壤黏粒相互作用的影响。研究结果表明:原土悬液的起始电导率大于去有机质土者;除含Na+悬液外,去有机质土悬液的电导率随场强而增加的速率在50～100 kV cm-1以上,明显大于原土。有机质会使Na+以外的阳离子的平均结合自由能增大,Ca2+的结合能增加最大(增量为0.57 kJ mol-1),而Cd2+的结合能增加最小(增量为0.03 kJ mol-1)。对于供试土壤悬液,不同阳离子的结合能顺序均为Na+相似文献   

用悬液Wien效应研究阳离子与土壤粘粒间的能量关系

从能量关系研究土壤带电粘粒与电解质离子间的相互作用一直是土壤化学家希望解决的课题。本文介绍阳离子与带电粘粒间的平均结合自由能和平均吸附自由能的计算公式,并用悬液Wien效应法研究K 、NH4 、Ca2 和Cd2 与黄棕壤、棕壤和黑土粘粒间的能量关系。研究结果表明:K 和NH4 的平均结合自由能范围为6.3~7.1kJmol-1,K 的结合能稍大于NH4 的;Ca2 和Cd2 的结合能范围为7.2~9.4kJmol-1。同一阳离子与不同土壤的结合能顺序如下:黄棕壤<棕壤<黑土。它们在同一高场强(如150kVcm-1)下的平均吸附能ΔGad值:K 和NH4 在黄棕壤和棕壤粘粒上的很接近,分别为0.9和0.8kJmol-1,而在黑土粘粒上,NH4 的较K 的大0.1kJmol-1;Ca2 在黄棕壤和黑土上的吸附能较Cd2 的分别大0.3和0.6kJmol-1;二价阳离子的平均吸附自由能约为一价阳离子的2~2.5倍。     

几种铵盐对土壤吸附Cd2+和Zn2+的影响

采用平衡吸附法,研究了不同铵盐对潮褐土、红壤吸附Cd2+、Zn2+的影响。结果表明,土壤对Cd2+、Zn2+的吸附量随平衡溶液中Cd2+、Zn2+浓度的增加而增加;潮褐土和红壤对Cd2+、Zn2+的最大吸附量为:Zn2+ Cd2+,且潮褐土红壤;随NH4HCO3浓度的增加,两种土壤对Cd2+、Zn2+的吸附率显著提高,NH4Cl、NH4NO3和(NH4)2SO4抑制红壤对Cd2+、Zn2+的吸附及潮褐土对Cd2+的吸附,对潮褐土Zn2+的吸附率影响不显著;铵盐浓度相同时,红壤对Cd2+吸附率为:NH4HCO3NH4ClNH4NO3≈ (NH4)2SO4,红壤对Zn2+吸附率为:NH4HCO3NH4Cl NH4NO3(NH4)2SO4。     

用离子活度法和悬液Wien效应法测定土壤对单价阳离子结合能的比较研究

选用黑土、黄棕壤、红壤和砖红壤黏粒与蒙脱土作供试样本,用离子活度法与悬液Wien效应法测定不同黏粒对单价阳离子Na+和K+的平均结合自由能。测试结果表明,对于黑土、黄棕壤和蒙脱土而言,用Wien效应法和离子活度法测定的钠离子的平均结合自由能ΔGbi比较一致,离子活度法相对于Wien效应法测定的钠离子平均自由结合能的相对误差在24%至10%之间;对于黑土和黄棕壤而言,用Wien效应法和离子活度法测定的钾离子平均结合自由能ΔGbi十分一致,相对误差在2%以下;对于红壤,相对误差为11.5%。结果还表明,钠玻璃电极应用于本试验条件下,仅当标准溶液与被测悬液的pH之差在0.5以下,才有测定意义;液膜钾电极在本试验条件下可用于测量土壤悬液中K+离子的活度,但在蒙脱土悬液中K+离子活度测量值偏大而不适用;到目前为止,还不能直接应用Wien效应法来测求带有正电荷的可变电荷土壤,如砖红壤,对单价阳离子的结合能。     

改性沸石对Zn2+的吸附特性研究

通过间歇震荡平衡法研究了天然沸石及3种改性沸石对Zn2+的吸附特性。研究结果表明,沸石、改性沸石对Zn2+的等温吸附曲线符合Langmuir方程、Freundlich方程、Temkin方程,其中Freundlich方程的拟合性最好,相关系数在0.988～0.999之间。沸石及改性沸石对Zn2+吸附量大小顺序依次为铵改性沸石>钾改性沸石>镁改性沸石>天然沸石。该规律与改性阳离子价数、离子水合半径密切相关。     

添加生物质炭对红壤性水稻土Cd2+吸附解吸特性的影响

为探讨生物质炭对红壤性水稻土中镉(Cd)元素吸附解吸特性的影响,采用一次平衡法研究添加生物质炭后Cd2+在红壤性水稻土中的吸附动力学、等温吸附和解吸过程。结果表明:施用CK(0t/hm^2)、A10(10t/hm^2)、A20(20t/hm^2)、A30(30t/hm^2)和A40(40t/hm^2)生物质炭后,红壤性水稻土对Cd2+的吸附过程是以化学吸附为主、非均匀的多表面吸附。施用CK(0t/hm^2)、A10(10t/h2)、A20(20t/hm^2)、A30(30t/hm^2)和A40(40t/hm^2)生物质炭处理的最大吸附量和最大解吸量分别为2933~3346mg/kg和171~192mg/kg。添加生物质炭可以提高红壤性水稻土对Cd2+的吸附固持能力,同时增强土壤对外源Cd2+的缓冲能力。生物质炭添加量对红壤性水稻土的吸附解吸能力的改良效果具体表现为:A30>A40>A20>A10。高剂量的生物质炭处理使土壤吸附点位饱和,生物质炭吸附能力相对降低。因此,添加30t/hm^2生物质炭是一种有效预防和治理红壤性水稻土镉污染的措施。     

不同pH值和离子强度下土壤Zn2+/Cd2+/NH4+的运移特征

为探究锌、镉及铵态氮在土壤中的运移特征,该文通过室内土柱混合置换试验,分析了不同 pH 值和离子强度对锌、镉、铵态氮（Zn2+、Cd2+、NH4+）在土壤中运移的影响;获得了示踪剂Br和Zn2+/Cd2+/NH4+的穿透曲线（breakthrough curves,BTCs）,并对试验结果进行了模拟。研究表明：Zn2+/Cd2+/NH4+在土壤中运移时,运移速度：NH4+＞Zn2+＞Cd2+,pH 值越高,Zn2+/Cd2+/NH4+的出流时间越晚,峰值越低;离子强度越大,出流时间越早,峰值越高。描述溶质运移的非平衡两点模型（two-site model,TSM）能够较好地模拟 Zn2+/Cd2+/NH4+在土壤中的运移,pH值越高,模拟得到的分配系数Kd值越大（以Zn2+为例,由3.853增大到4.386）,f值越小（以Zn2+为例,由0.231减小到0.006）,分形系数β值很小且无明显变化规律;离子强度越大,模拟得到的分配系数Kd值越小（以Zn2+为例,由4.023减小到到3.381）,f值及分形系数β值均很小且无明显变化规律。该研究对深入了解Zn2+/Cd2+/NH4+在土壤中的运移机理、提出污染土壤修复措施提供科学依据。     

外源K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)对3个玉米自交系萌发期和幼苗期耐盐性的影响

为了研究盐胁迫条件下营养元素K+、Ca2+和Mg2+对不同自交系玉米耐盐性影响的差异,探讨玉米耐盐胁迫的生理机制,以玉米耐盐自交系81162和8723及盐敏感自交系P138为材料,在盐胁迫条件下(180mmol/L NaCl),提高溶液中Ca2+和Mg2+的含量,比较营养元素K+、Ca2+和Mg2+浓度的变化对不同基因型玉米萌发期和幼苗期耐盐性的影响。结果表明,盐胁迫条件下提高溶液中Ca2+和Mg2+的含量,可显著降低萌发期和幼苗期植株体内Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,各项萌发指标、生长和生理生化指标都得到明显改善,明显减轻盐胁迫的危害,增强玉米耐盐胁迫能力,且Ca2+处理的效果优于Mg2+处理;提高溶液中K+含量的效果远远小于Ca2+和Mg2+处理,K+对玉米耐盐性的影响相对不明显,不能显著降低植株体内Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,这也是K+处理对玉米耐盐性影响相对不明显的内在原因。盐胁迫条件下,耐盐自交系(81162和8723)与盐敏感自交系(P138)相比,植株体内有较低的Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,有较高的K+含量,这些都是耐盐自交系耐盐胁迫能力高于盐敏感自交系的内在原因。因此,K+、Ca2+和Mg2+在植株体内的含量及其与Na+的比值变化都会影响玉米萌发期和幼苗期耐盐性;适当提高玉米生长环境的Ca2+和Mg2+浓度可以明显增强植株耐盐胁迫能力,营养元素Ca2+的效果比Mg2+明显;而K+对玉米耐盐性的影响相对不明显。     

基于Gouy-Chapman理论估算碱金属离子在Cu2+-蒙脱石表面Hofmeister能

Hofmeister效应在离子交换吸附过程中具有重要的科学意义。本研究基于Gouy-Chapman理论研究三种碱金属阳离子（Na+、K+、Cs+）在Cu2+-蒙脱石饱和样表面吸附过程的Hofmeister效应,进一步计算了离子-表面Hofmeister能以及表观电荷系数。研究发现：（1）Na+ 、K+ 、Cs+在Cu2+-蒙脱石表面的吸附均表现为弱静电力作用下的一级动力学过程, 平均吸附速率以及平衡吸附量均表现出明显的Hofmeister效应,呈现出Na+ < K+ < Cs+的趋势;（2）Hofmeister能随着电解质浓度的降低而增加,在Cs+-粘土矿物相互作用中,Hofmeister能为主要贡献者,在K+/Na+-粘土矿物相互作用,经典库伦能中为主要贡献者;（3）非经典极化作用显著增大了离子的表观电荷系数,Na+、K+、Cs+的表观电荷系数分别从标准的+1值增加为+1.14、+1.76和+2.78。本研究明确了Hofmeister效应主要来源于离子的非经典极化作用引起的离子与表面相互作用能的差异,为阐明土壤这一特殊体系的界面反应机制提供了新的思路。     

南岭常绿阔叶林林冠受损对穿透雨和树干流水化学的影响

通过模拟林冠受损实验,对23次降水过程的林外降雨、穿透雨和树干流水化学进行测定,分析林冠受损对南岭常绿阔叶林生长季节的树干流和穿透雨水质及其冠层淋溶规律的影响。结果表明:(1)在研究区域的生长季节,雨水pH平均为6.521,含盐量、NO-3、NH+4、Cl-、Na+、Ca2+、Mg2+、K+、SO2-4浓度分别为22.000,1.045,0.684,0.456,1.256,7.908,0.113,0.419,2.329mg/L。(2)林冠受损之后,与对照林地相比,穿透雨中绝大多数的离子浓度发生了明显的变化,冠层化学淋溶作用显著减弱;受损林分穿透雨的含盐量、NO-3、NH+4、Cl-、Na+、Ca2+、Mg2+、K+、SO2-4的含量分别是未受损穿透雨各离子含量的0.947,2.587,1.022,1.388,0.501,0.925,0.796,0.528,0.754倍;受损林分穿透雨中各离子浓度增幅按大小排列为K+NO-3Cl-SO2-4Ca2+Na+Mg2+NH+4,而对照林地为K+SO2-4Na+Ca2+Mg2+Cl-NH+4NO-3。表明林冠受损之后,穿透雨中除K+之外,其余离子增幅顺序均有所变化。(3)林冠受损后,树干流中各阳离子浓度与未受损林分相比呈现明显增加趋势,说明林冠受损增强了雨水对树干的冲刷和阳离子淋洗能力,有利于林木对此类养分的吸收;与未受损林分相比,受损林分树干流中各离子浓度的增幅按大小排列为:K+Ca2+Na+SO2-4Mg2+NH+4NO-3Cl-。(4)从养分的冠层淋溶系数来看,无论是受损林分还是未受损林分,K+、Mg2+是最易淋溶的离子,而NO-3在未受损林分中出现负淋溶,这进一步证实了前人的研究结论;而林冠受损对及其冠层淋溶的长期影响尚需进一步监测。     

低能氮离子和氩离子注入胸腺嘧啶和尿嘧啶的剂量效应

本文研究了低能N+ 和Ar+ 注入对胸腺嘧啶和尿嘧啶的剂量效应 ,并分别给出了在考虑离子对样品的溅射和损伤的情况下的拟合曲线。通过对不同剂量处理的溅射和损伤系数的改变 ,可以对辐照的剂量曲线进行较好的拟合。研究还发现胸腺嘧啶和尿嘧啶对低能N+ 和低能Ar+ 的辐射敏感性不同。     

红壤对铝锰离子的吸附特征 Ⅴ.稀溶液中铝锰离子的交换吸附行为

研究了贴近自然的稀溶液条件下铝、锰离子交换吸附的行为，结果是：铝、锰与钙、钾离子的交换吸附仍符合一般的离子交换规律，但也不遵守比例定律。讨论了代入量／代出量的摩尔比〈1时的交换吸附、临界点及其机理。对k、K、1/n、r进行了表述，其中k偏高，K则偏低。从热力学角度进一步论证了红壤铝质化即酸化的自然趋势，并揭示了钙与铝、钾离子交换吸附的能量特征。     

红壤对铝、锰离子的吸附特征Ⅱ铝、锰离子的非电性吸附

对铝、锰离子的非电性吸附进行了Freundlish方程处理 ,结果表明 :砖红壤中的吸附较红壤明显 ,低浓度时 ,锰离子的非电性吸附较铝离子为弱 ,高浓度时则反之 ;对于土壤的离子交换吸附 ,似不可能获得稳定的平衡常数k ;K表征离子的吸附强度 ,以膨润土中者最大 ,1/n是吸附量与溶液浓度的相关率 ,K和 1/n成反相关。砖红壤中的ΔGo 最大 ,铝、钾离子交换的ΔGo 大于铝、钙离子交换者。非电性吸附量及与其有关的k、K、1/n和ΔGo 既受固相表面性质的影响 ,也制约于离子的本性     

扫描电镜X射线能谱分析法测定低能重离子注入黄豆种子的深度

利用200kV 离子注入机产生的 Fe~+、Cu~+和 Zn~+3种重离子分别对黄豆种子进行直流注入,以扫描电镜X射线能谱分析法测定低能重离子的注入深度。测量定结果表明,Fe~+的最大注入深度未超过18μm,Cu~+、Zn~+的最大注入深度可达25μm。     

Influence of the Modification of Nutritional Parameters in Aglaonema commutatum: K+, Ca2+, Mg2+ and Na+

Abstract

This trial was carried out to establish an appropriate nutrient solution for Aglaonema commutatum and to investigate the nutritional effects generated by modifications in the solution. Six treatments were tested: control (T₀; pH 6.5, E.C. 1.5 dS m^?1, 6 mmol L^?1 NO₃ ^?‐N, and 6 mmol L^?1 K⁺); high nitrogen (N) level (T₁; 9 mmol L^?1 6:3 NO₃ ^?–NH₄ ⁺); N form (T₂; 6 mmol L^?1 N‐NH₄ ⁺); high K⁺ level (T₃; 12 mmol L^?1 K⁺); high electrical conductivity (T₄; E.C. 4 dS m^?1, 25 mmol L^?1 NaCl), and basic pH (T₅; pH 8). At the end of the cultivation, leaf, shoot, and root dry weights and elemental concentrations were determined. Nutrient contents and total plant uptake were calculated from the dry weights and nutrient concentrations. Plant K⁺ uptake increased with application of K⁺ or basic nutrient solution. The uptake and transport of calcium (Ca) were enhanced by the use of NO₃ ^?‐N and inhibited by the presence of other cations in the medium (NH₄ ⁺, K⁺, Na⁺) and by basic pH. Magnesium (Mg) uptake increased with NO₃ ^?‐N application and with pH. Sodium (Na) uptake was the highest in the saline treatment (T₄), followed by the basic pH treatment. Sodium accumulation was detected in the roots (natrophobic plant), where the plant generated a physiological barrier to avoid damage. Dry weight did not differ significantly (p<0.05) among treatments except in the NaCl treatment. These results may help in the formulation of nutrient solutions that take into account the ionic composition of irrigation water and the physiological requirements of plants.     

有机酸对针铁矿和膨润土吸附Cd2+、Pb2+的影响

用平衡吸附法研究了不同浓度的有机酸（乙酸、酒石酸和柠檬酸）对针铁矿和膨润土吸附Cd^2＋、Pb^2＋的影响。结果表明：（1）低浓度（〈0．6mmolL^-1）有机酸促进供试矿物吸附Cd^2＋和Pb^2＋，随着有机酸浓度增加，吸附逐渐被抑制。高浓度（〉1．0mmolL^-1）有机酸对Pb^2＋吸附的抑制作用比对Cd^2＋的强。有机酸浓度的变化对针铁矿Cd^2＋、Pb^2＋吸附率的影响大于对膨润土的。（2）不同Cd^2＋浓度下，有机酸对膨润土Cd^2＋吸附强度的影响大于针铁矿。加入高浓度Cd^2＋（8．0mmolL^-1）时，低浓度有机酸对膨润土吸附Cd^2＋的促进作用比加入低浓度Cd^2＋（0．4mmolL^-1）时明显，高浓度有机酸对膨润土吸附Cd^2＋的抑制作用与低浓度Cd^2＋时相近。（3）低浓度有机酸（〈0．6mmolL^-1）时，酒石酸、柠檬酸对针铁矿吸附Cd^2＋的促进作用大于乙酸，而它们对膨润土吸附Cd^2＋的促进作用相似；在三种有机酸高浓度（〉1．0mmol L^-1）时，针铁矿对Cd^2＋的吸附都趋于稳定，而柠檬酸对膨润土吸附Cd^2＋的抑制作用比乙酸和酒石酸的明显。不同种类有机酸下，矿物对Pb^2＋吸附率大小的变化基本一致。     

恒电荷土壤及可变电荷土壤与离子间相互作用的研究Ⅲ Cu2+和Zn2+的吸附特征

研究了3种典型可变电荷土壤和4种典型恒电荷土壤在不同pH和不同浓度下单纯及共存体系中Cu2 和Zn2 的吸附及其影响因素。结果表明,两类土壤对Cu2 或Zn2 的吸附量均随平衡浓度增加而增大,符合Langmuir吸附等温式;当Cu2 、Zn2 浓度一定时,pH升高使Cu2 、Zn2 吸附量增大,但当pH >5时,Cu2 、Zn2 吸附量随pH变化甚微,出现一个接近最大吸附量的“平台”。当添加Cu2 、Zn2 浓度相同,但二种离子的总浓度不同时,平衡液的Cu2 /Zn2 浓度比均小于1,说明两类土壤对Cu2 的吸附选择性大于Zn2 ,且这种趋势不因pH和离子浓度而改变。当Cu2 、Zn2 共存时,使可变电荷土壤的Zn2 吸附量减小约70 % ,是恒电荷土壤降低量的约1.5倍;可变电荷土壤吸附一个Cu2 或Zn2 时所释放H 的平均数,明显大于恒电荷土壤者,说明可变电荷土壤对Cu2 及Zn2 的吸附中专性吸附的比例较恒电荷土壤大     

恒电荷土壤胶体对Cu2+ 、Pb2+ 的静电吸附与专性吸附特征

供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附强度用pH50 值表示 ,其大小次序为 :土 >黄绵土、黑垆土 >黄褐土。离子强度实验和表面络合反应机制证明恒电荷土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附含有专性吸附 ,n值可作为判断专性吸附与静电吸附比例的特征值 ,低pH值时 ,以水解 -络合吸附为主 ;高pH值时 ,以水解 -络合与沉淀吸附为主。静电吸附和专性吸附的比例与pH有关 ,各土壤胶体专性吸附百分数大小为 :黄褐土 >土 >黑垆土 >黄绵土。不同土壤胶体在同一介质中对Cu2 、Pb2 的固有络合常数logKintM 值及固有络合ΔG m 负值大小次序与吸附强度大小一致。在定pH定浓条件下 ,考虑离子之间的相互作用时 ,土壤胶体对重金属离子的吸附过程可用BDM等温式描述。供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 专性吸附ΔG m 的大小与固有络合ΔG m 接近且大小次序也一致。     

On the use of scavenging ratios for the inference of surface-level concentrations and subsequent dry deposition of Ca2+, Mg2+, Na+ and K+

An inference technique is developed that allows estimation of the annual and monthly dry deposition of Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, and K⁺. Conceptually, this technique is based on the premise that precipitation efficiently scavenges aerosols, resulting in a strong correlation between concentrations within precipitation and the surface-level air. Empirically, it is based on the linear relationship exhibited between the measured surface-level air and precipitation concentrations at 23 stations in Ontario, Canada, for the period 1983–1985. Correlations ranged from 0.513 for K⁺ to 0.946 for Mg²⁺. Because of the stochastic nature of such an approach, the assumptions inherent to the concept of scavenging ratios, and therefore this inference technique, must be carefully considered. Under such considerations, annual and monthly dry deposition of alkaline aerosols can be estimated at many locations across North America where precipitation concentrations are routinely measured.