黄壤颗粒表面离子吸附动力学中的离子特异性效应

基于考虑离子非经典极化作用的离子吸附动力学模型,以可变电荷黄壤颗粒为代表材料,研究了锂离子(Li+)、钠离子(Na+)和铯离子(Cs+)在黄壤颗粒表面的吸附动力学特征,进一步计算了离子在土壤/水界面的扩散距离与表面电化学参数。结果表明:(1)Li+、Na+和Cs+在黄壤颗粒表面吸附仅存在一级动力学过程并存在明显的离子特异性差异,这种差异随着电解质浓度降低而增大;(2)离子非经典极化与体积效应的共同作用决定了离子在固/液界面的扩散距离,在较高浓度电解质中,Na+和Li+的离子体积和极化效应基本平衡,导致Na+和Li+离子间差异不显著,但Cs+由于强烈的非经典极化作用,扩散距离表现为:Cs+Na+≈Li+;在低浓度电解质中,离子非经典极化作用占主导,扩散距离表现为:Cs+ Na+ Li+,表明离子扩散距离在低浓度下差异大,而高浓度下差异不显著;(3)离子扩散距离的差异导致固/液界面电位的不同,Stern电位、电荷密度和电场强度均受到离子扩散距离的影响,表面电位(绝对值)在各个浓度下均表现为:Li+ Na+ Cs+,说明表面电位仅受非经典极化作用的影响。本研究将对土壤/水界面反应理论的完善提供新思路。     

土壤镉污染对作物的影响

一、镉在土壤中的含量在自然界中,地壳的含镉量一般为0.18ppm,土壤则为0.01—0.7ppm。据报导,许多地区正常土壤镉的平均含量是0.3～0.4ppm,国际上公认的土壤本底含量为0.06ppm。我国九个农业经济自然区主要农业土壤背景值的研究结果表明,镉在农业土壤中的背景值含量在0.01～1.34ppm之间,平均     

黔北坡面林地土壤侵蚀与微量元素迁移研究

选择黔北遵义地区岩溶坡面林地作为研究对象,研究岩溶坡面林地土壤侵蚀空间分布特征,深入揭示碳酸盐岩岩溶地区在地表水力侵蚀作用下土壤表层(0-30cm)微量元素再分配及迁移机理,利用137 Cs示踪技术研究区域内各个采样点的土壤物理侵蚀强度,并结合地球化学方法,以Ti作为不活化参比元素,获得坡面林地土壤微量元素在地表侵蚀作用下迁移和富集特点。结果表明:坡顶、坡中和坡脚土壤剖面137Cs面积活度分别为100.52,846.74,1 626.23Bq/m2,坡顶、坡中小于本底值,坡脚大于本底值;坡顶和坡中侵蚀速率分别为4 854,1 922t/(km2·a),坡脚沉积速率为3 160t/(km2·a);Li、Cs、Cu、Cd等元素迁移系数均值顺坡降低;Co、Pb、U、Ta和Nb顺坡升高;Ti、Th、Cr、W顺坡变化不明显。137 Cs面积活度从坡顶到坡脚呈上升趋势,坡顶和坡中土壤侵蚀强度分别属于中度侵蚀和轻度侵蚀,坡脚属于沉积点。Li、Be、Rb、Cs、Ba、V、Cu、Cd易在坡顶富集,以化学迁移为主;Co、Pb、Sb、U、Zr、Hf、Ta、Nb易在山底富集,Co、Pb、Sb、U存在一定的化学迁移,但以物理迁移为主,Zr、Hf、Ta、Nb为物理迁移;Ti、Th、W没有明显的富集现象,未发生迁移。     

土壤作物微量养分含量与营养诊断指标

本文针对黄土地区微肥施用中存在的问题,研究了土壤、作物微量养分含量与施肥效应,提出了土壤、作物微量养分分级指标。初步拟定了土壤缺素临界值:有效锌、有效铜和水溶硼为0.5ppm,有效锰为7ppm,有效钼为0.05ppm,有效铁为2.5ppm。植株缺素临界值与毒害指标:锌为20ppm和400ppm,锰为30ppm和1,000ppm,硼为20ppm和500ppm。防治土壤,作物缺素的主要措施是:施用微肥,大量施用有机肥和有选择地灌溉污水也有一定作用,大量施用氮、磷化肥时应配合施用微肥。     

~(137)Cs在卧龙自然保护区土壤中的分布特征

对137Cs在卧龙自然保护区内不同生态系统土壤中的分布特征进行测量分析的结果表明:137Cs在耕地土壤中均匀分布,在其余6种非耕地土壤中呈明显的指数递减分布;非耕地土壤在0~10 cm土层内存在一个137Cs富集层,富集层以下137Cs含量有一个骤降的过程;137Cs在耕地土壤中的分布深度大于耕层厚度20 cm,在非耕地土壤中的分布深度在24 cm左右;137Cs的面积浓度在高山草甸土壤中最大,在适温灌丛土壤中最小,前者是后者的2.6倍。     

用137Cs示踪法研究密云水库周边土壤侵蚀与氮磷流失

运用137Cs核素示踪技术,研究密云水库周边地区及白河上游地区土壤侵蚀与氮、磷流失状况及其相互之间的量变关系.研究结果表明:从土壤表层(0～20 cm)137Cs分布规律基本符合地形地貌的变化规律,山坡上部的137Cs含量低于山坡中部与坡下部,但是如果山顶具有缓坡或山角下具有陡坡,则137Cs含量变化规律相反.根据土壤137Cs监测数据结果判定该地区基本属于轻度侵蚀和中度侵蚀,部分地区侵蚀情况达到剧烈程度.不同景观与土地利用方式对土壤氮、磷分布有巨大影响:有机质、全氮、水解氮含量均是以灌丛土壤最高,林地次之,与流域内137Cs分布规律相符合;而农田中全磷、速效磷含量最高.不同区域土壤养分含量不同:水库上游地区土壤氮素、磷素含量均低于水库周边地区.证明不合理的人为活动严重的增强了土壤侵蚀程度与养分流失量.回归模拟了土壤中137Cs、(210Pb)与全氮、全磷、水解氮、速效磷含量之间的数学模型.这些模型在区域较小、景观单一的范围内可以定量分析、预报预测各采样区的全磷和有效态氮、磷含量的变化趋势.简化了监测与分析测试程序.扩大了核素示踪技术的应用范围.     

黄土高原区137Cs与土壤颗粒及有机质的关系研究

研究了黄土高原地区土壤颗粒及有机质对137Cs分布的影响以及137Cs与有机质的关系.结果表明,137Cs与土壤颗粒的剖面分布趋势并不一致,而只是与某一粒级在某一深度上表现出一致性.137Cs与有机质的剖面分布则因不同的利用方式而有所差异.对于非耕作土壤,137Cs与有机质主要分布在土壤剖面的表层;而对于耕作土壤,由于人为的耕作作用,137Cs与有机质都均匀分布在耕作层中.土壤中的137Cs含量与有机碳含量的相关分析表明,两者之间呈显著相关,相关系数为0.791.     

南方红壤区土壤~(137)Cs在不同土地利用类型下的分布研究

137Cs作为土壤侵蚀的示踪剂得到广泛的应用,研究发现不同地区土壤中,137Cs分布有一定差别。以南方红壤为研究对象,对滇池流域不同土地利用下137Cs分布状况进行了研究。结果显示:137Cs空间分布的变化规律受地形空间分异因素的影响。在水平方向上,137Cs空间分布的差异是由于含137Cs土壤颗粒中重新分布和迁移流失造成的;在垂直方向上,剖面分布特征明显,不同土地利用类型由于人类活动以及自然下渗作用而有含量与深浅的差别。这对137Cs示踪土壤侵蚀的模型选择、土壤侵蚀程度判断甚至重新建模都具有积极的指导意义。     

江西红壤丘陵区~(137)Cs和~(210)Pb_(ex)与有机质关系的研究

以江西省余江县中科院红壤试验基地三分场附近的低山丘陵区为研究区,应用核素示踪技术和化学方法相结合的手段,对研究区土壤样品中有机质、137Cs、210Pbex含量的剖面分布及其相关性做了分析,结果表明:在耕层深度内,有机质和137Cs含量呈显著的正相关关系,而210Pbex含量波动比较大,与有机质含量相关性较小;137Cs空间分布上的变化规律受地形空间分异的控制,除坡脚外不同部位有机质含量和137Cs含量相关系数呈现坡上部﹥坡中部﹥坡下部的特点。     

基于土壤~(137)Cs监测的土壤侵蚀与有机质流失——以密云水库为例

本文运用137Cs核素示踪技术,研究北京重要的水源供应地密云水库周边地区及白河上游地区土壤侵蚀状况与有机质流失状况及其相互之间的量变关系。试验结果表明:0～20cm土层中山坡上137Cs含量低于坡中、坡下,但若山顶具有缓坡或山角下具有陡坡则137Cs含量变化规律相反。根据水利部标准与土壤137Cs监测结果,密云水库周边大部分地区基本属于轻度侵蚀和中度侵蚀,部分地区侵蚀情况严重,达到了剧烈侵蚀的程度。不同土地利用方式对土壤有机质分布有很大影响,有机质含量分布为灌丛>林地>果园>农田;上游地区有机质含量高于水库周边地区土壤,表明人为活动加剧了土壤侵蚀和有机质的流失。对于景观单一,地域较小的采样区进行三次曲线数学模拟,其相关系数高达0.9左右,表明在监测土壤137Cs、210Pb含量变化的同时,可以利用小区域数学模型直接预报预测土壤有机质含量的变化。