氟离子、磷酸根和铬酸根在可变电荷土壤表面吸附过程中羟基释放动力学

用恒pH自动电位滴定装置研究了氟离子(F-)、磷酸根(H2PO4-)和铬酸根(CrO42-)在3种可变电荷土壤表面吸附过程中羟基(-OH)释放的动力学。研究结果表明,3种阴离子在可变电荷土壤表面吸附时-OH释放量的大小顺序为:F->>H2PO4->CrO42-,这与土壤对3种阴离子吸附量的大小顺序一致。pH对不同阴离子体系中-OH释放的影响不同,在F-体系中,pH5.0时-OH释放量最高,其次为pH6.0时,pH4.0时-OH释放量最小;CrO42-体系中-OH释放量随pH的增加而减小;pH对H2PO4-体系中-OH释放的影响较小。Elovich方程(Y=a kln(t))能够很好拟合2～60min之间的动力学数据,说明-OH释放的速率随时间增加而减小。比较速率常数k的大小可以发现,虽然F-体系中3种可变电荷土壤在前2min释放的-OH量有很大差异,但在2～60min内,-OH释放速率差别不大。在H2PO4-和CrO42-体系中,-OH释放速率的大小顺序是:昆明砖红壤>徐闻砖红壤>江西红壤,与土壤铁、铝氧化物含量一致。     

CrO42-对两种可变电荷土壤表面电荷的影响

对两种可变电荷土壤的研究结果表明,加入铬酸根(CrO42-)能增加土壤的表面负电荷,减小土壤的表面正电荷的量。CrO42-对表面正电荷的影响程度随体系pH的增加而减小,对负电荷的影响呈相反的趋势。CrO42-对表面电荷的影响程度也随其加入量的增加而增加。CrO42-主要通过自身的吸附来影响土壤的表面电荷,因为伴随着土壤表面电荷的变化,CrO42-在土壤中发生明显的吸附。而且土壤对CrO42-的吸附量随其加入量的增加而增加,随pH的升高而减小,与土壤电荷的变化趋势基本一致。     

有机酸根与铝氧化物表面吸附磷的解吸

研究了有机酸根离子与合成铝氧化物表面吸附磷解吸的相互关系。结果表明:（1）有有机酸时比无有机酸时吸附的磷具有更高的解吸率,无草酸且加磷pH为4时,0.01molL-1KCI对磷的解吸率最低,草酸与磷共存且pH为6时磷的解吸率最高;（2）高浓度有机酸可解吸低浓度有机酸难解吸的磷,草酸难解吸的磷可为等浓度的柠檬酸极解吸;（3）不同浓度草酸和柠檬酸对铝-草酸复合物吸附磷的解吸率比对Al（OH)x的低,而对铝-柠檬酸复合物吸附磷的解吸率则比对Al（OH）x的高;（4）柠檬酸对铝-磷复合物中磷的解吸量随柠檬酸浓度升高而增大。这些结果证明,有机酸对铝氧化物吸附磷的解吸机理包括配位交换和溶解,有机酸可促进磷的解吸,提高磷的有效性。     

As(Ⅲ)在可变电荷土壤中的吸附与氧化的初步研究

用一次平衡法研究了两种可变电荷土壤与As(Ⅲ)之间的吸附和氧化还原反应。结果表明,当As(Ⅲ)溶液平衡浓度由0·25上升到1·0mmolL-1,砖红壤对砷的吸附量由15·0增加至25·9mmolkg-1,红壤由7·6增至13·0mmolkg-1,砖红壤对砷的吸附量约为红壤的2倍,这是因为前者铁、铝氧化物的含量高于后者。在pH3~7范围内,土壤对As(Ⅲ)的吸附量随pH的增加而增加。砖红壤中的氧化锰能将As(Ⅲ)氧化为As(V),砷的氧化量在pH3~7范围内随体系pH的增加而减小。砷在红壤中的氧化反应不显著。用1·0molL-1的KNO3对吸附性砷进行解吸的结果表明,砷的解吸率在35%以下,说明大部分砷通过形成内圈型表面络合物为土壤所吸附。在pH2~7范围内,砷的解吸率随吸附体系pH的升高而增加,说明较高pH下外圈型表面络合物的比例增加。     

支持电解质浓度对磷酸根在可变电荷土壤表面吸附和解吸的影响

研究了离子强度对2种可变电荷土壤中磷酸根吸附和解吸的影响。结果表明,当pH分别大于3.7和4.0时,红壤和砖红壤对磷酸根的吸附量随离子强度的增加而增加;当pH分别小于3.7和4.0时,红壤和砖红壤对磷酸根的吸附量随离子强度呈相反的变化趋势。电解质主要通过改变离子专性吸附面上的电位来影响磷酸根的吸附。Zeta电位的测定结果表明,当pH大于土壤胶体的等电点(IEP)时,吸附面上电位为负值,且随离子强度增加数值减小,对磷酸根的排斥力减小,土壤表面对磷酸根的吸附量增加;当pH小于IEP时,吸附面上的电位为正值,它随离子强度增加而减小,不利于磷酸根的吸附。解吸实验的结果表明,吸附于可变电荷土壤表面的磷酸根在去离子水中的解吸量高于0.1 mol L-1NaNO3体系中的解吸量。这同样由于电解质浓度对土壤表面吸附面上的电位的影响所致。     

柠檬酸对黄壤无机纳米微粒吸附-解吸Cd~(2+)的影响

通过超声-离心-冻融的方法,提取名山河流域老冲积黄壤中的纳米微粒(≤100nm),以原土及提取的纳米微粒为研究对象,采用平衡液吸附法及NaNO3、HCl解吸剂解吸法进行室内吸附-解吸模拟试验,研究柠檬酸对黄壤纳米微粒吸附-解吸Cd2+特性的影响。结果表明,纳米微粒对Cd2+的吸附率(94.58%~97.29%)远大于原土对Cd2+的吸附率(45.02%~69.00%),这说明纳米微粒对Cd2+有较强的固持能力;原土及纳米微粒对Cd2+的吸附量随初始Cd2+浓度的增加而明显增加,且低浓度阶段(0.1~1mmol/L)吸附量的增加速率高于高浓度阶段,说明低浓度柠檬酸能促进无机纳米微粒对Cd2+的吸附,而较高浓度的柠檬酸则会抑制Cd2+的吸附;Freundlich、Temkin方程对等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(P0.01),Langmuir方程达到显著水平(P0.05),其中Freundlich方程拟合效果最佳,说明土壤纳米微粒对Cd2+的吸附为多层吸附。通过NaNO3、HCl溶液解吸法可以看出,黄壤无机纳米颗粒对Cd2+的吸附主要以专性吸附为主,非专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而增大,而专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而减少,原土的专性及非专性吸附解吸率均大于纳米微粒,进一步表明黄壤纳米微粒对Cd2+的固持能力强,有较强的环境缓冲能力。     

不同NaNO_3浓度下可变电荷土壤铜离子解吸率的分配及影响因素

研究了江西红壤和昆明铁质砖红壤在去离子水中和在0.1molL-1NaNO3溶液中吸附铜离子后,依次在包括去离子水在内,浓度由低到高的NaNO3溶液中解吸时,铜离子解吸率在不同吸附pH段的分配规律。结果表明,随着吸附pH的升高,可在去离子水中解吸的铜离子解吸率变化规律与在NaNO3溶液中者完全不同。在所研究的吸附pH范围内,大致以吸附pH3.7~4.0为界,低于此值时,吸附性铜离子基本以在去离子水中解吸为主,反之则基本为交换性解吸。土壤中氧化铁含量和吸附时溶液的NaNO3浓度越高,则能被交换解吸的铜离子所占总解吸率的比例越低。其原因与不同pH段各种铜离子吸附态在不同吸附条件下的比例分配以及解吸对体系pH的影响有关。     

SO42-和Cl-对稻田土壤养分及其吸附解吸特性的影响

利用长期定位试验 ,比较了长期施用含SO42-和Cl- 化肥 22年后稻田土壤的 pH值、养分状况及其吸附解吸特性。结果表明 ,长期施用含SO42-化肥 ,土壤有机质、速效氮和速效钾的含量较高 ,但全量氮磷钾的含量较低 ;长期施用含Cl- 化肥 ,土壤全量氮磷钾和速效磷的含量较高 ,但pH值相对较低。长期施用含上述二种阴离子的化肥后 ,土壤对H2PO4-的最大吸附量均较大 ,且在Cl- 处理下土壤对H2PO4-吸附的结合能较大 ,而SO42-处理下土壤在同等吸附量时对H2PO4-的解吸量相应较多。长期施用含SO42-的化肥亦使土壤对钾素的供应强度较大 (K0的绝对值较大 )、缓冲能力增强 (AR0值较高 ) ,而长期施用含Cl- 的化肥时则与SO42-相反     

高聚物土壤结构改良剂的研究Ⅱ.高聚物对土壤肥料的作用

研究了几类聚合物(中性、阴离子型和两性型)对土壤吸附4种含肥料元素的离子(NH4 +、NO3-、K+、PO43-)和土壤肥料抗淋溶效果的影响.实验表明,中性和两性型聚合物能增加土壤对4种离子的吸附量,并提高土壤含肥料元素离子的抗淋溶作用,随中性和两性型聚合物施用量的增大,土壤对4种离子的吸附量和抗淋溶作用增加;阴离子型聚合物增加土壤对NH4+和K+的吸附量及其抗淋溶作用,降低土壤对NO3-和PO43-的吸附量及其抗淋溶作用.     

有机修饰(土娄)土对CrO_4~(2-)吸附特征的初步研究

以CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)单一修饰和CTMAB SDS(十二烷基磺酸钠)混合修饰土耕层、粘化层土样,从修饰比例、土层、温度角度探讨了有机修饰土对CrO42-的平衡吸附特征。结果表明,各供试土样中CrO42-平衡吸附量均随CrO42-平衡浓度增高而增大,有机修饰土对CrO42-的吸附等温线呈现L型等温线形式,原土土样的吸附等温线基本上类似于S型吸附等温线形式,两层次各土样对CrO42-的吸附量呈现100CB>120CS>50CB>CK的顺序(100,120,50分别表示修饰比例为100,100 20,50;CB为CTMAB修饰;CS为CTMAB SDS修饰;CK为未修饰原土);随着平衡浓度的增大,耕层原土对CrO42-的吸附能力增加较快而粘化层原土增加较慢,土粘化层修饰土样对CrO42-的平衡吸附量均高于土耕层土样,但修饰比例增高导致两层次土样对CrO42-吸附亲和力的差异减小;未修饰原土对CrO42-吸附呈现增温效应,粘化层CK土样增温效应高于耕层CK土样,表明增温促进粘粒矿物对CrO42-的专性吸附。随平衡浓度的增大,修饰土样CrO42-吸附温度效应比值均变化不大,耕层各修饰土样对CrO42-吸附呈现增温负效应,而粘化层修饰土样对CrO42-吸附的温度效应则与修饰剂和修饰比例有关。     

Adsorption-desorption of atrazine on four soils of Hyderabad

The adsorption-desorption equilibrium of atrazine (2-chloro, 4-ethylamino, 6-isopropyl amino-1, 3, 5 triazine) was studied by the batch equilibration method at 27 ± 1 °C on four soils of Hyderabad. Adsorption isotherms conformed to the Freundlich equation (A = KC^1/n ). K increased in the same order as the organic C content of the soils. Desorption studies were conducted by repeated replacement of 5 mL of the supernatant equilibrium solutions after adsorption, with 0.01 M CaCl₂. Desorption isotherms showed considerable hysteresis which was more prominent when the desorption was carried out with higher adsorbed concentration of atrazine. Desorption from the lowest level of adsorbed atrazine (3 to 5 μg g^?1 soil) was close to the adsorption isotherm. The cumulative desorption after four desorption steps covering five days was significantly different at the 1% level, for different initial adsorbed concentrations of atrazine. Desorption was significantly higher at the lowest adsorbed level of atrazine. The soils differed significantly at 6% level for desorption and the amount desorbed decreased in the inverse order of organic C. Desorption isotherms also conformed to Freundlich equation but K andn values were both higher than that for adsorption and increased with increase in initially adsorbed concentration of atrazine. Desorption thus confirmed the irreversible nature of the adsorption of atrazine on these soils. The quantitative factors and reasons for desorption are discussed.     

恒电荷土壤及可变电荷土壤与离子间相互作用的研究 I.共存离子对NO_3~-吸附的影响

研究了我国典型３种可变电荷土壤和４种恒电荷土壤在陪伴阳离子分别为Ｋ十、Ｎａ十、Ｃａ２＋时和１ｍｍｏｌＬ－１ＫＣ１、Ｋ２ＳＯ４支持电解质中ＮＯ３－的吸附。结果表明，ＮＯ３－吸附量随ｐＨ的增加而减小。在添加相同浓度ＮＯ３－时，３种可变电荷土壤对ＮＯ３－的吸附量顺序为Ｃａ（ＮＯ３）２＞ ＫＮＯ３＞ＮａＮＯ３＞ＫＮＯ３十ＫＣＩ＞ＫＮＯ３＋Ｋ２ＳＯ４；在初始ＮＯ３－浓度０．５－５ｍｍｏｌＬ－１的范围内，吸附量随浓度变化的关系符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附式．由此求出与ＮＯ３－吸附结合能有关的常数（Ｋ）在不同共存离子存在下数值较小且差异不大，因此认为不同陪伴阳离子和不同伴随阴离子对ＮＯ３－吸附的电性机理影响不大，只是改变了土壤表面的正电荷数量从而使吸附量发生变化。４种恒电荷土壤对ＮＯ３－的吸附量通常很小，其中在Ｃａ（ＮＯ３）２介质中较在其他介质中稍大，最大吸附量仅为１．５～ｍｍｏｌ ｋｇ－１左右，约为可变电荷土壤的１／１０，且在浓度较低时常观察到负吸附。     

镉与柠檬酸、EDTA在几种典型土壤中交互作用的研究

采用批平衡实验方法研究了镉在青黑土 (IB)、黄棕壤 (YB)和红壤 (R)三种土壤上的吸附和解吸过程以及吸附介质酸度、共存有机酸等对此过程的影响。结果表明 :柠檬酸、EDTA的存在明显降低了镉在黄棕壤和青黑土上的吸附 ,同时镉解吸率较在硝酸钠体系要小 ,有机物的存在增加了土壤中镉的相对非饱和吸附点位。而在红壤上有机物的存在对镉的影响则随介质pH的改变而发生显著变化。酸性条件下 ,有机物的存在增加镉在红壤上的吸附 ,而随pH的增加 ,有机物减少镉的吸附。同时镉在硝酸钠体系中的解吸率随总吸附量的增加而呈现峰形的变化规律。土壤类型变化显著影响镉与有机物之间的交互作用过程     

离子强度和pH对可变电荷土壤与铜离子相互作用的影响

研究了离子强度和pH对可变电荷土壤表面电荷与铜离子吸附的影响。作为对照 ,也研究了它们对恒电荷土壤黄棕壤的有关性质的影响。结果表明 ,随pH升高 ,土壤的表面负电荷增加 ,正电荷减少。对于可变电荷土壤 ,可出现电荷零点 (pH0 )。随pH升高 ,土壤对Cu2 的吸附量增大。随着离子强度增大 ,恒电荷土壤对Cu2 的吸附百分率明显降低 ,可变电荷土壤对Cu2 离子的吸附百分率也降低 ,但降低的幅度比恒电荷土壤者小得多。土壤中氧化铁的含量越高 ,降低的幅度越小。对于含 2 1 %左右游离氧化铁的铁质砖红壤 ,即使支持电解质NaNO3的浓度高达 1molL- 1,对Cu2 的吸附仍然几乎没有影响。从离子强度和pH与土壤表面电荷和铜离子吸附的关系 ,可以推测在土壤对铜离子的吸附中 ,既存在电性吸附 ,又存在专性吸附。在可变电荷土壤对铜离子的吸附中 ,专性吸附较为重要     

Effects of air-drying on the adsorption and desorption of phosphate and levels of extractable phosphate in a group of acid soils,New Zealand

The effects of air-drying field-moist soils on the adsorption and desorption of added phosphate and on the levels of extractable native soil phosphate were examined using the A and B horizons of a group of four acid soils.Air-drying increased the capacity of all the soil samples to adsorb phosphate. At an equilibrium solution concentration of 0.5 μg P ml^?1, the increase in the quantity of phosphate adsorbed following drying ranged from 23% to 70% of that adsorbed by the moist samples. Considerable hysteresis in phosphate adsorption—desorption isotherms was observed for both moist and dried soil samples indicating that the additional phosphate adsorbed by the dried samples was held with the same strength as that held by the moist samples.Air-drying the soil samples caused a small decrease in soil pH of approximately 0.1 pH unit and a general increase in levels of EDTA-extractable Fe, Al and organic matter. Quantities of native soil phosphate extractable with EDTA, resin and NaHCO₃ were also increased. Concentrations of oxalate- and pyrophosphate-extractable Fe and Al and exchangeable Al were, however, unaffected by drying.It was also shown that when the phosphate content of NaHCO₃ extracts is measured using the conventional molybdenum blue method, orthophosphate plus a differing amount of acid-hydrolysable organic P present in the extract is measured.     

连续解吸中离子强度对可变电荷土壤和高岭石体系pH的影响

研究了两种可变电荷土壤中在去离子水中和0.1 mol L-1 Na NO3溶液中吸附铜离子和钙离子后依次被浓度从低到高的Na NO3溶液连续解吸时,离子强度变化对每次解吸前后体系p H变化(Δp H)的影响,为了进一步了解其相关机理,作为对照,也研究了各种条件下,离子强度变化对高岭石Δp H的影响。结果表明,无论是否有吸附性二价阳离子的存在,或者吸附性阳离子属性(专性吸附型离子或电性吸附型离子)如何,当样品依次被去离子水、0.01 mol L-1 Na NO3、0.1 mol L-1 Na NO3以及1 mol L-1 Na NO3解吸时,在去离子水中和Na NO3溶液中的解吸过程对Δp H的影响截然不同。总体而言,如果解吸时体系离子强度趋于降低,Δp H将为正值,反之则为负值,且Δp H变幅开始增大时的起始点所对应的p H吸附基本相同,该起始点应该与高岭石ZPC(电荷零点)紧密相关。对上述结果的分析表明,解吸过程中,引起上述Δp H变化规律的根本原因之一是连续解吸过程中的离子强度变化导致的可变电荷表面的表面电位变化。     

几种土壤对氟的吸附和解吸

中南地区6种土壤8个层次的氟吸附和解吸试验结果表明:供试土壤的氟吸附与Langmuir、Freundilich和Temkin方程均有较好的拟合性;花岗岩发育土壤的氟吸附量明显大于红砂岩和紫红色砂页岩发育的土壤。赤红壤、砖红壤、紫色土和黄棕壤性土吸附的氟可为0.1mol／LKOH完全解吸，而红壤和黄棕壤的氟解吸部分滞后，滞后的原因与14nm过渡性矿物较多有关。上还土壤吸附氟均不能被水完全解吸，解吸率因土壤不同而不同。花岗岩发育土壤的氟解吸率（26.9％～40.0％）比其他母质土壤（4.8％～94.2％）低。供试土壤对氟吸附和解吸的差异与土壤矿物特性，尤其是氧化物数量有关。     

Adsorption of Phosphate on Variable Charge Soils

The study about the adsorption of phosphate on four variable charge soils and some minerals revealed that two stage adsorption appeared in the adsorption isotherms of phosphate on 4 soils and there was a maximum adsorption on Al-oxide-typed surfaces between pH 3.5 to pH 5.5 as suspension pH changed from 2 to 9, but the adsorption amount of phosphate decreased continually as pH rose on Fe-oxide typed surfaces. The adsorption amount of phosphate and the maximum phosphate adsorption pH decreased in the order of yellow-red soil > lateritic red soil > red soil > paddy soil, which was coincided with the content order of amorphous Al oxide. The removement of organic matter and Fe oxide made the maximum phosphate adsorption pH rise from 4.0 to 5.0 and 4.5, respectively. The desorption curves with pH of four soils showed that phosphate desorbed least at pH 5. Generally the desorption was contrary to the adsorption with pH changing.