长江三角洲地区典型土壤对铅的吸附及其与有机质、pH和温度的关系

采用批平衡方法实验研究了长江三角洲地区4种典型土壤对Pb的吸附、解吸行为及有机质和温度对Pb吸附的影响,并运用热力学参数K°、ΔG°、ΔH°和ΔS°解释了土壤Pb的吸附机理。结果表明,在本实验条件下,Pb在土壤上的吸附过程表现出明显的非线性,符合Freundlich模型。土壤Pb吸附Kf值大小为:滩潮土(石质淡色潮湿雏形土)(3816dm3kg-1)>乌黄土(底潜铁聚水耕人为土)(1984dm3kg-1)>青紫泥(普通潜育水耕人为土)(1030dm3kg-1)>黄泥砂土(铁聚潜育水耕人为土)(348dm3kg-1)。去除有机质后的土壤对Pb的吸附量降低,解吸率升高。吸附反应热力学表明,K°和ΔS°随温度升高而增大,ΔG°随温度升高而降低。ΔG°为负值,表明Pb吸附反应为自发反应,ΔH°为正值表明土壤Pb吸附为吸热反应。乌黄土、青紫泥和滩潮土对铅吸附的主要作用力为化学键力,黄泥砂土为范德华力和偶极间力。Pb在土壤上的解吸过程存在明显的滞后现象。pH、碳酸钙含量和平衡浓度越高,滞后系数越大,这可能与在高pH和高碳酸钙含量时,Pb与土壤形成难解吸内圈配位物有关。     

镉和铅在2种典型土壤中的吸附及其与温度的关系

采用批平衡法研究我国2种典型土壤对镉和铅的吸附特性及其与温度的关系,运用热力学参数△G°、△H°和△S°解释土壤镉和铅的吸附机理,并对镉和铅在复合共存情况下的吸附特性进行讨论.结果表明,镉和铅在土壤中的吸附过程表现出明显的非线性,镉和铅的吸附分别符合Freundlich模型和Lang-muir模型.壤土对镉和铅的最大吸附量和最大缓冲容量均大于红壤的.镉和铅复合共存时,2种重金属的吸附均受到抑制;温度升高时,镉和铅对彼此的抑制作用有所减弱.吉布斯自由能变△G°为负值表明镉和铅吸附反应为自发反应;△H°为正值衰明土壤对镉和铅的吸附为吸热反应.单一存在时,镉在填土和红壤中的主要作用力分别为氢键和范德华力;而铅在壤土和红壤中的主要作用力均为范德华力.复合共存时,镉和铅的主要作用力发生改变.     

水溶性有机质对镉在土壤中吸附行为的影响

水溶性有机质（DOM）是环境中最为活跃的化学组成之一，无疑会对土壤中重金属的迁移转化具有很大的影响。通过等温吸附试验和动力学试验，研究了由猪粪和稻草提取的DOM对重庆市菜地典型土壤中Cd吸附行为的影响。结果表明：Cd在土壤中的吸附行为由于土壤类型和添加的DOM种类的不同而有所差异，在紫色土中，稻草DOM对Cd的吸附表现出明显的抑制作用，而猪粪DOM在低浓度时对Cd的吸附有抑制作用，但在较高浓度时，猪粪DOM反而表现出对Cd的促进吸附；在黄壤中，稻草DOM也有使Cd的吸附减少的趋势，而猪粪DOM对Cd的吸附有强烈的促进作用。     

不同温度下镉在典型农田土壤中的吸附动力学特征

按土重的3%和5%向采自海南和广西的3种可变电荷土壤中添加由稻草制备的生物质炭,混合培养30 d后用一次平衡法研究了生物质炭对土壤吸附Cd（Ⅱ）的影响及其与土壤表面电化学性质的关系,旨在阐明生物质炭促进可变电荷土壤吸附和固定Cd（Ⅱ）的机制。结果表明,添加稻草炭显著提高了3种土壤的阳离子交换量（CEC）和土壤pH,并使土壤胶体Zeta电位向负值方向位移。因此,添加稻草炭增加了土壤表面的负电荷量,土壤表面对Cd（Ⅱ）的吸附容量增强,使3种可变电荷土壤对Cd（Ⅱ）的吸附量增加,且Cd（Ⅱ）吸附量的增幅随稻草炭添加水平的提高而增加。Freundlich方程和Langmuir方程可以拟合3种土壤对Cd（Ⅱ）的吸附等温线,但Freundlich方程拟合效果更好,该方程表征吸附容量的常数k也随着稻草炭添加水平提高而增大。研究表明在pH3.0~5.0范围内,稻草炭均增加土壤对Cd（Ⅱ）的吸附量。添加稻草炭提高土壤pH,促进Cd（Ⅱ）的吸附,因为Cd（Ⅱ）的吸附量随pH升高而增加。解吸实验表明,添加稻草炭处理Cd（Ⅱ）的解吸量高于对照处理,说明生物质炭提高了土壤对Cd（Ⅱ）的静电吸附量。     

土壤镉吸附的研究进展

综述了土壤镉吸附的机理和土壤pH、有机质含量、粘粒矿物类型及含量、土壤溶液中竞争性阳离子、共存阴离子、土壤温度等土壤性质对土壤镉吸附的影响；总结了土壤镉的吸附量随土壤pH增加、温度升高及有机质、铁锰氧化物和粘土矿物含量增加而增加的机理；竞争性阳离子的存在抑制镉的吸附，土壤溶液中共存阴离子对镉吸附的影响取决于阴离子种类和土壤类型。     

有机修饰改性土对镉离子的吸附及温度效应

主要研究了以不同比例十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)单一修饰和十六烷基三甲基溴化铵 十二烷基磺酸钠(CTMAB SDS)混合修饰的土耕层、黏化层土样对重金属镉离子的吸附。结果表明:吸附量顺序分别为耕层原土(GCK) >CTMAB5 0 %修饰改性土(5 0GCB) >CTMAB10 0 % SDS2 0 %修饰改性土(12 0GCS) >CTMAB10 0 %修饰改性土(10 0GCB)和粘化层原土(NCK) >CTMAB5 0 %修饰改性土(5 0NCB) >CTMAB10 0 %修饰改性土(10 0NCB) >CTMAB10 0 % SDS2 0 %修饰改性土(12 0NCS)的顺序,表明以表面修饰剂修饰土表面,确实存在着使得镉离子吸附能力减弱的趋势,但并未使修饰改性土完全丧失对于镉离子的吸附能力;吸附等温线可以用Langmuir方程描述;热力学参数的研究表明Cd2 吸附反应是熵增控制的自发性过程,但在探讨吸附自发性和最大吸附量关系时应考虑土壤本身的容量性质。机理研究认为,表面修饰剂对土壤表面的修饰改性是不均匀的,阳离子交换吸附和疏水键键合两种机制的竞争性吸附是修饰改性土壤依然具有对镉离子吸附作用的原因。土耕层各改性土样对Cd2 吸附的温度效应明显高于粘化层土样,证实了耕层对镉离子的化学吸附作用强于粘化层的结果     

pH和有机酸对酸性紫色土吸附-解吸镉的影响

选择酸性紫色土,研究pH和有机酸对紫色土吸附镉的影响。结果表明,pH在1.0～5.0的范围内,Cd^2＋的解吸率从接近100%急剧降低到20.0%。当pH〉5.0,Cd^2＋的解吸率缓慢下降。相对较低的有机酸浓度（≤10^-3mol/L）限制了Cd^2＋解吸,而较高的有机酸浓度则增加了Cd^2＋的解吸。柠檬酸和醋酸在较高浓度（〉10^-3mol/L）时极大地促进了Cd^2＋的解吸,其次是苹果酸,最小的是酒石酸。     

冻融作用对土壤镉吸附特征的影响

选择东北地区棕壤为供试土壤,采用人工控温方法进行冻融处理（冻-融时间为12h-12h,冻-融温度为-30℃-30℃）,进行不同含水量和冻融频次处理下土壤镉的静态等温吸附试验和动力学等温吸附试验,并选择不同模型对吸附曲线进行拟合,研究冻融作用与土壤镉吸附特征之间的关系。结果表明：未冻融和冻融处理土壤对镉的吸附量均随着含水量的增加先增加后减少;冻融作用会增加土壤镉的吸附量,加快土壤镉的吸附速率;Henry模型和Temkin方程可以较好拟合土壤镉静态等温吸附曲线,双常数方程、Elovich方程和型曲线方程则可以很好拟合土壤镉动力学等温吸附曲线。     

pH和有机酸对酸性紫色土吸附-解吸镉的影响

选择酸性紫色土,研究pH和有机酸对紫色土吸附镉的影响。结果表明,pH在1.0~5.0的范围内,Cd2 的解吸率从接近100%急剧降低到20.0%。当pH>5.0,Cd2 的解吸率缓慢下降。相对较低的有机酸浓度(≤10-3mol/L)限制了Cd2 解吸,而较高的有机酸浓度则增加了Cd2 的解吸。柠檬酸和醋酸在较高浓度(>10-3mol/L)时极大地促进了Cd2 的解吸,其次是苹果酸,最小的是酒石酸。     

镉在胡敏酸上的吸附动力学和热力学研究

采用镉离子选择电极研究了镉在胡敏酸上的吸附特征。实验结果表明 ,胡敏酸对镉的等温吸附规律与介质pH有关。当pH为 3 0 0和 3 50时符合Freundlich方程 ,当pH在 4 0 0～ 6 50之间更好地符合Langmuir方程 ;在pH为 3 0 0～ 6 50之间 ,吸附量与pH成显著正相关。温度升高吸附量降低 ,吸附热与反应介质的pH有关 ,pH升高 ,吸附反应放热增加 ;胡敏酸对镉的吸附作用力随介质pH改变发生较大变化 ,当pH为6 50时主要为配位基交换作用。胡敏酸对镉的吸附含有部分不释放氢的静电吸附 ,其吸附反应动力学用Elovich方程拟合效果较好     

土壤/沉积物中天然有机质对疏水性有机污染物的吸附作用

通过对土壤/沉积物中天然有机质的组成分析,阐述了天然有机物在吸附疏水性有机污染物过程中所起的重要作用,其中包括可溶性有机质的增溶作用和不溶性有机质的吸附作用。本文着重探讨了天然有机质结构的异质性对吸附作用的影响,导致吸附等温线的非线性,从而从土壤/沉积物有机质的微观结构上进一步解释了非线性吸附机理。     

长江三角洲典型地区工业企业的分布对土壤重金属污染的影响

以长江三角洲地区近年来经济发展较快的张家港市为例,在密集的大田采样和大田与企业周围采样结合的基础上,评价了该市土壤Cd、Hg、Pb污染状况;讨论了两种不同采样方式对土壤污染状况评价的影响;用土壤表层与底层重金属含量的比值（后简称元素比值）为指标讨论了不同类型企业对周围土壤重金属积累的影响.总的来看,张家港市土壤重金属整体平均值与环境背景值接近,明显低于国家环境质量（GB 15618-1995）二级标准和中国绿色食品生产基地环境土壤污染限值（NY/T391-2000）.但存在少数样点超标和超限现象,空间上有小面积高含量土壤分布,且主要局限于企业周围的小范围内.采样方式对土壤污染的评价有明显的影响,对Cd和Pb而言,大田采样方式下他们的含量要明显低于两种方式结合的情况下（p＜0.05）,而Hg元素则相反,当大田采样与企业周围采样相结合可使得土壤中Hg元素高含量的分布面积明显增大.绝大部分企业周围土壤样品的元素比值要明显高于大田采集的土壤.除冶金类企业有着明显的Pb单一聚集外,化工、电子类企业往往导致了多个元素的积累,企业对周围土壤存在复合污染的可能性.这些结果为该市或类似地区的环境质量调查和评价、环境治理提供了重要的基础资料和决策依据.     

不可提取态有机质对菲和萘的吸附过程的影响

土壤对疏水性有机污染物的吸附实际上是土壤中矿物和有机质两部分共同作用的结果。土壤有机质的作用相当重要，因为与矿物相比，它通常对疏水性有机污染物具有较大的热力学亲合力。因此，土壤吸附有机污染物机理的研究主要是从土壤有机质的角度进行的。土壤有机质组成复杂，主要包括非特异性有机质和腐殖质，其中腐殖质约占有机质总量的50％-80％，包括胡敏酸、富里酸和胡敏素。早期的实验研究认为疏水性有机污染物在土壤有机质相中表现为线性分配，可以用平衡分配系数来描述。但是，随着实验研究的深入，平衡分配模型不能合理解释疏水性有机污染物的一些吸附特征，如非线性吸附、溶质竞争吸附以及解吸过程的滞后现象等。后来，Weber和Huang提出土壤吸附有机污染物的三端元模型。同时Pignatello和Xing提出双模式吸附模型。都认为土壤有机质存在明显的不均匀性，并且提出了“软碳”与“硬碳”的概念。     

淹水条件下施加石灰和有机质对酸性土壤性质和磷吸附的影响

每公斤土加入2克碳酸钙和(或)三叶草的5个老成土和1个氧化土,在淹水培育45天后风干,结果发现:(1)淹水土壤风干,其pH比淹水时低,但仍比未淹水的高;(2)淹水降低了土壤中0.5MCuCl₂提取的铝量,石灰和三叶草处理使3个轻质土中的铝量进一步降低,但3个粘质土则呈现相反的趋势;(3)改良剂使3个轻质土吸附的磷减少,而使3个粘质土吸附的磷增加。前者增加的原因是因为通过还原作用和氧化作用形成了较多的活性表面,而后者的减少则可能是粘粒表面所形成的水化氧化物胶膜堵塞了原有的吸附位,从而使吸附位减少(4)改良剂对磷解吸的影响,是降低了3个轻质土的磷解吸,而增加了3个粘质土的磷解吸;(5)经淹水风干处理土壤的磷吸附量与草酸盐提取的铁、铝、锰及CuCl₂溶液提取的铝有很高的相关性,表明控制淹水土壤磷吸持的土壤组分,不仅包括无定形铁,而且也包括羟基铝聚合物。     

辽河三角洲土壤盐渍化现状及特征分析

土壤盐渍化是辽河三角洲可持续发展面临的主要环境问题之一。本研究在野外考察、GPS定点和土壤采样分析的基础上 ,给出了土壤盐渍化的程度和分布范围 ,并对不同土地利用方式下盐渍化特征进行了分析。最后利用对应分析方法 ,选择了两组不同的特征变量对土壤盐渍化状况进行探讨     

珠江三角洲地区土壤与表层沉积物有机质的性质结构研究

通过分析海洋、河流、池塘和稻田四种热带 /亚热带土壤与表层沉积物及用化学方法分离的有机质 ,证明了土壤与沉积物有机质是高度不均匀的 ,除了包括腐殖酸和演化程度较深的干酪根外 ,强调了演化程度更深的碳黑的存在 ,并对不同有机质的来源、性质和结构进行了表征。腐殖酸和干酪根来源于生物体的演化 ,在结构上后者比前者致密 ;碳黑来源于化石燃料和生物体的不完全燃烧 ,具有更致密的结构 ,对有机质的非均质性影响很大。因此可认为 ,系统地研究土壤与表层沉积物有机质的非均质性及组分特征对了解地球表层的生物地球化学过程和疏水性毒害有机污染物在环境中的迁移具有重要的意义。     

EFFECT OF SOIL pH AND ORGANIC MATTER ON LABILE ALUMINIUM IN SOILS UNDER PERMANENT GRASS

The rates of extraction of Na, K, Mg, Ca, and Al with 1M NH₄ NO₃ from the mineral-and organic-rich layers of some Park Grass (Rothamsted) soils were measured at the pH of the soil. Below pH 3.7 exchangeable Al, derived from the kinetics curve, increases with decreasing soil pH and is less in the organic-rich layer. The sum of the basic exchangeable cations, ∑(Na + K + Mg + Ca), increases with increasing soil pH and is more in the organic-rich layer. The extraction of exchangeable Al obeys first order kinetics, the rate constant being similar for all the soils (mean value 36 ± 7 × 10^?6|s^?1), which implies that exchangeable Al is released from surfaces with similar properties for the adsorption of Al, and that the rate is not affected by soil pH and organic matter. The rate of extraction of non-exchangeable Al is the same in the mineral-and organic-rich layers of each soil, and is maximal at about pH 3.7, decreasing sharply at more and less acid pH values.     

土壤中黑碳对农药敌草隆的吸附-解吸迟滞行为研究

采用批处理振荡法和连续稀释法分别测定了敌草隆在人工添加黑碳土壤和自然形成的不同有机质和黑碳含量的土壤中的吸附一解吸行为。吸附结果表明，人工添加黑碳的土壤对敌草隆的吸附强度和吸附容量以及吸附等温线的非线性均随土壤黑碳添加浓度的增加而逐步增大；自然土壤的吸附容量和吸附强度随土壤总有机质含量增加而增加，但吸附等温线的非线性则与土壤中黑碳对有机质的相对含量有关，黑碳比例越高，等温线非线性越大。解吸实验结果表明，无论是人工添加黑碳的土壤还是自然土壤，对敌草隆的解吸迟滞作用均随土壤黑碳含量增高而愈明显。     

长江三角洲典型地区土壤性质对土地利用变化的响应—以江苏省锡山市为例

以锡山市为分析样区,对土壤pH、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷和速效钾等7个指标对旱地变为未利用地、水田变为菜地、水田变为旱地、水田变为林地和水田变为未利用地等五种变化方式的响应进行了研究.结果表明,土地利用变化对土壤性质有显著影响,但不同变化方式对各指标的影响方向及影响程度不同：（1）水田变为菜地、旱地和林地使土壤向酸化方向发展,土壤pH分别降低0.47、0.78和0.17;旱地和水田变为未利用地分别使土壤pH提高0.24和0.74;（2）水田变为未利用地、菜地和林地分别使有机质降低3.83、3.18和0.35 g kg^-1;水田变为旱地、旱地变为未利用地分别使有机质含量增加7.58和1.07 g kg^-1;（3）旱地变为未利用地、水田变为菜地和未利用地分别使全氮降低0.31、0.08和0.11 g kg^-1;水田变为旱地和林地分别使全氮提高0.41和0.04 g kg^-1;（4）旱地变为未利用地使全磷有微小幅度的降低,降低量为0.01 g kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地后不同程度地提高全磷含量,增加量分别为0.23、0.08、0.23和0.09 g kg-1;（5）旱地和水田变为未利用地分别使速效氮降低2.38和7.62 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地和林地分别使速效氮增加11.61、34.51和18.26 mg kg^-1;（6）旱地变为未利用地使速效磷降低3.70 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地分别使速效磷增加45.16、7.54、40.55和10.94 mg kg^-1 ;（7）旱地变为未利用地以及水田变为菜地、旱地、林地和未利用地均使速效钾含量有所增加,增加量分别为8.75、77.44、32.28、160.4和27.59 mg kg^-1.     

THE INFLUENCE OF pH, IONIC STRENGTH AND REACTANT CONCENTRATIONS ON COPPER COMPLEXING BY HUMIFIED ORGANIC MATTER

The effects of varying the pH and ionic strength, and the concentrations of organic matter, copper, calcium and phosphate upon the complexing of copper by extracts of humified organic matter from laboratory preparations, soil and peat were measured. The extent of complexing increased as pH increased and ionic strength decreased, and with increasing organic matter: copper ratios in a way consistent with the complexant being heterogeneous. Calcium competed with copper for organic matter, but the effect of phosphate was negligible. The extent of complexing at pH 7 by equal weights of colloidal and dialysable material from the same extract were usually similar. Weight for weight of organic carbon, alkali-extracted humified organic matter complexed copper much more extensively than the corresponding water-soluble material.