不同种类化肥对塿土吸附解吸铅、镉行为的影响

通过塿土对重金属Pb和Cd的吸附解吸试验,研究了5种不同类型氮、磷化肥对重金属Pb、Cd的吸附解吸特性的影响。结果表明:在吸附过程中,添加不同种类肥料能够改变塿土对Cd的吸附量,对Pb影响不大;土壤对Pb~(2+)的等温吸附曲线用Langmuir方程拟合效果好,对Cd的吸附曲线用Freundlich和Langmuir方程拟合均能达到显著水平(P0.01);由Langmuir方程拟合得到的最大吸附量可以看出,除磷酸二氢钾促进了土壤Cd的吸附,其余肥料的添加均抑制了土壤对Pb、Cd的吸附量。在解吸过程中,Pb的解吸过程受肥料影响显著,含磷肥料能促进铅解吸率的增大,解吸率最高可达90%以上。由于添加不同类型的肥料影响了土壤对Pb、Cd的吸附和解吸过程,因此,在已经受到Pb、Cd污染的农田进行耕作时,应谨慎选择施用对Pb、Cd影响强烈的磷肥,以避免增加Pb、Cd的迁移对作物造成危害。     

内蒙古西部沙漠颗粒物和黄河沉积物对磷的输运

黄河上游内蒙古西部沙漠的颗粒物作为磷"源"向黄河输送了大量的磷,乌兰布和沙漠每年向黄河输运约1.1万吨总磷,其中生物可利用磷约为492t。库布齐沙漠每年向黄河输送约为9200t总磷,其中生物可利用磷约为688t。黄河沉积物向海水中释放磷,黄河是海洋中磷元素的内源。研究了黄河沉积物对磷的吸附解吸的动力学和等温线,实验所得的等温线符合Langmuir方程,在自然粒度下黄河下游三个站位沉积物的EPC0值在0.005～0.08mg/L之间。     

黄土包气带中氨氮吸附/解吸机理研究

以关中盆地黄土为研究对象,综合野外采样、室内模拟试验和数据统计分析,系统分析了黄土包气带中不同深度典型物质成分(有机质含量、CaCO_3、氧化物)变化趋势以及氨氮的吸附/解吸特征,并选取黄土(L_1)和古土壤(S_5)为例,探讨黄土包气带中典型物质成分对氨氮吸附/解吸行为的影响机理。研究结果表明:黄土包气带吸附量的变幅(300～1 100 ug·g~(-1))较解吸量的变幅(100～380 ug·g~(-1))大,其吸附量随深度增加呈波浪下降,解吸量在浅层(-20 m以上)波动较大而在深层稳定;对于不同深度土壤,相邻古土壤对氨氮的吸附能力基本均大于黄土,整体而言黄土的平均解吸率比古土壤高8.65%。黄土包气带中物质成分对氨氮的吸附/解吸行为影响最为显著的是有机质和CaCO_3,其与氨氮的吸附/解吸呈正相关,而氧化物的影响较小。因此,不同深度黄土包气带中典型物质成分含量变化是引起氨氮吸附/解吸差异的主控因素。     

施磷对不同生育期棉田土壤磷素吸持特性的影响

以两种质地棉田土壤为材料,研究不同施磷处理对不同生育期棉田土壤磷吸附与解吸的影响.结果表明:各生育期磷素等温吸附曲线与Langmuir,Temkin和Freundlich方程拟合度均达极显著水平,尤以Freundlich方程拟合度最高,相关系数均在0.96以上;磷的吸附饱和度(DPS)、零净吸附浓度磷(EPC_0)、吸附量、解吸量和解吸率随施磷量的增加均呈增长趋势,而标准需磷量(SPR)呈下降趋势;以Freundlich方程估算原状棉田土壤各个生育期的需磷量,壤质棉田苗期、花铃期和吐絮期的需磷量(按含P_2O_5 46%的磷肥折算)分别为143.7,137.4 kg/hm~2和160.2 kg/hm~2,砂壤质棉田苗期、花铃期和吐絮期的需磷量分别为106.6,251.1 kg/hm~2和173.0 kg/hm~2.     

茶渣基生物质炭的制备及其对双草醚的吸附

生物质炭是一类具有较高孔隙率、较大比表面积的高度芳香化富碳固体,其表面含有丰富的化学官能团,因具有较强的吸附能力而在众多领域得到广泛应用。双草醚是一种常用于稻田杂草防治的高效嘧啶水杨酸类除草剂,因水溶性较大而易造成水体污染,进而影响生态环境。本研究选用废弃茶渣为原材料,分别通过500 ℃和700 ℃高温热解制备生物质炭 (BC-500和BC-700),进一步将BC-500与氢氧化钾水溶液混合,并于700 ℃下高温热解,得到活化生物质炭 (TBC-700)。通过X-射线粉末衍射 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)和比表面积测定 (BET) 对其结构进行表征,并通过Zeta电位测定探究其吸附机理;比较了BC-700及TBC-700对双草醚吸附效果的差异,并采用TBC-700对双草醚的吸附过程进行动力学及吸附等温线拟合。结果表明:TBC-700材料表面有丰富的孔状结构,比表面积为768.07 m2/g,与BC-700相比,其比表面积提高了约143倍。BC-700对双草醚的去除率最大为0.95%,吸附量仅为0.66 mg/g;而TBC-700对双草醚的去除率最大可达98.67%,吸附量为65.97 mg/g,其吸附效果提高了近100倍。拟合结果表明,TBC-700对双草醚的吸附过程更符合准一级动力学模型和Langmuir吸附等温线。本研究结果可为环境中残留的双草醚除草剂的高效去除及茶渣的可持续性利用提供研究思路和理论基础。     

Cu(Ⅱ)和温度对丁吡吗啉在土壤中吸附的影响

采用振荡平衡法研究了Cu(Ⅱ)和温度对丁吡吗啉在内蒙砂土,北京壤土,广西粘土中吸附等温线的影响。结果表明,丁吡吗啉添加Cu(Ⅱ)前后在3种土壤中的吸附均可以采用Langmuir方程和Freundlich方程较好的描述,Cu(Ⅱ)降低了3种土壤对丁吡吗啉的吸附,3种土壤对丁吡吗啉的吸附量及Cu(Ⅱ)对土壤吸附丁吡吗啉影响的大小顺序为:粘土壤土砂土。根据综合试验结果,Cu(Ⅱ)与丁吡吗啉在占用土壤的吸附位点上可能存在竞争,土壤有机质含量高有利于Cu(Ⅱ)的吸附,丁吡吗啉与Cu(Ⅱ)之间的相互作用减少了土壤对丁吡吗啉的固定量,增加了其在土壤中的活动性;在10、25、35℃,丁吡吗啉在3种土壤中的吸附规律亦可以较好的用Langmuir方程和Freundlich方程描述,丁吡吗啉在3种土壤中的吸附会受到温度的影响,丁吡吗啉的吸附常数Kd和吸附自由能△G的绝对值随着温度的升高而减小,说明温度的升高不利于土壤对丁吡吗啉的吸附。     

低分子量有机酸对二氯喹啉酸在土壤中吸附-解吸的影响

采用高效液相色谱仪及批量平衡试验方法,研究了乙酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丁二酸和柠檬酸6种低分子量有机酸对麻沙泥和第四纪红土红壤吸附-解吸二氯喹啉酸的影响。结果表明:低分子量有机酸可推迟二氯喹啉酸在土壤中的吸附平衡时间,其吸附动力学过程可用准二级动力学方程描述。Linear和Freundlich方程能较好地拟合二氯喹啉酸在供试两种土壤中的吸附等温线;二氯喹啉酸在麻沙泥中的吸附能力(lg Kf值)从大到小依次为苹果酸柠檬酸草酸=乙酸丁二酸酒石酸,在第四纪红土红壤中为苹果酸丁二酸乙酸草酸柠檬酸酒石酸;低分子量有机酸浓度对二氯喹啉酸解吸的影响因有机酸种类和供试土壤的不同而差异较大,6种供试有机酸均促进了第四纪红土红壤对二氯喹啉酸的解吸,且其解吸率均明显高于麻沙泥对二氯喹啉酸的解吸率,但在麻沙泥中呈现不同的影响模式。     

精异丙甲草胺在土壤中的吸附行为及环境影响因素研究

采用平衡振荡法研究了精异丙甲草胺在粘壤土、粘土及砂壤土中的吸附和解吸附行为。结果表明,3种土壤的吸附等温线均属L型并符合Freundlich模型,吸附常数(Kf)分别为4.01、6.15及8.62,且Kf 和1/n(n为经验常数)的乘积与土壤有机质含量呈正相关性。解吸附实验结果表明,精异丙甲草胺在土壤中的解吸附与吸附并不一致,显示出明显的滞后性。温度及pH值等环境因素对吸附影响的结果显示,随温度升高精异丙甲草胺在土壤中的吸附量有所减少,中性环境下土壤吸附量较低。     

塿土不同发生层铬（Ⅵ）吸附特性及还原容量研究

研究了土娄土对Cr( )的吸附特性、影响因素及还原容量。结果表明:1土娄土不同土层对Cr( )的吸附量大小顺序为粘化层>犁底层 老耕层>耕层>钙积层;土壤对Cr( )的吸附量与土壤中Fe2O3、粘粒含量和pH有关;2土娄土中Cr( )被吸附的主要形态是HCrO4-;3土壤对Cr( )的等温吸附可以用Langmuir模型和Freundlich模型较好描述。根据Langmuir模型求得土娄土粘化层对Cr( )的最大吸附量最高,为228.3μg/g;4土娄土各土层的测定还原容量在9323～17318mg/kg之间,与土壤有机质有关;土娄土各土层对Cr( )的有效(条件)还原容量只有其测定还原容量的1/1844-1/3586。     

(土娄)土不同发生层铬(Ⅵ)吸附特性及还原容量研究

研究了(土娄)土对Cr(Ⅵ)的吸附特性、影响因素及还原容量.结果表明:①(土娄)土不同土层对Cr(Ⅵ)的吸附量大小顺序为粘化层＞犁底层+老耕层＞耕层＞钙积层;土壤对Cr(Ⅵ)的吸附量与土壤中Fe2O3、粘粒含量和Ph有关;②(土娄)土中Cr(Ⅵ) 被吸附的主要形态是HCrO4-;③土壤对Cr(Ⅵ)的等温吸附可以用Langmuir模型和Freundlich模型较好描述.根据Langmuir模型求得土娄土粘化层对Cr(Ⅵ)的最大吸附量最高,为228.3 μg/g;④(土娄)土各土层的测定还原容量在9 323～17 318 mg/kg之间,与土壤有机质有关;(土娄)土各土层对Cr(Ⅵ)的有效(条件)还原容量只有其测定还原容量的1/1844-1/3586.     

疏水纳米材料修复酞酸酯污染土壤及水体

新疆农田土壤及周边河湖沉积物中酞酸酯污染非常严重,由于干旱的气候条件,现有微生物修复技术往往难以适用治理新疆地膜造成的酞酸酯污染。因此,迫切需要研发酞酸酯污染土壤及水体的修复技术及材料。基于应用材料表面的强疏水性对酞酸酯的优异吸附性能的原理,采用多巴胺聚合将3种纳米颗粒(BN、Si O_2、Fe_3O_4)改性得到疏水性良好的材料,并通过SEM-EDS、ATR-FTIR光谱、Raman光谱、N_2吸附脱附曲线等对改性材料进行表征。以新疆地膜污染土壤中常见的酞酸酯、邻苯二甲酸二丁酯作为目标污染物进行吸附性能实验,结果表明:所研发的改性材料对邻苯二甲酸二丁酯具有良好的吸附效果,平衡吸附量可达218.63 mg·g~(-1);吸附可以在220 min内达到平衡,吸附动力学符合准二级动力学方程;吸附等温线用Langmuir与Freundlich模型均能良好的拟合,后者的相关性更好;并在p H(2~12)与氯化钠盐度(高达4%)下,材料就能保持良好的吸附效果。该材料在修复干旱区酞酸酯污染土壤、沉积物及水体中具有广阔应用前景。     

不同形态氧化铁对黄土性土壤吸附铅的影响

针对土壤含氧化铁的普遍性以及氧化铁对土壤理化性质的重要影响,探求氧化铁对土壤吸附重金属离子的作用与影响。采用了化学选择性溶提技术,分别去除黄土性母质上发育的古土壤、淋溶褐土和黄褐土中不同形态的氧化铁,采用了等温吸附试验,并以Langmuir和Freundlich方程拟合参数为指标,分析去除不同形态氧化铁前后土壤对Pb~(2+)的吸附特征。结果表明:原土壤对Pb~(2+)的吸附曲线逐渐递增,并无明显阶段特征,且更符合Freundlich方程;而去除不同形态氧化铁后的3类土壤对Pb~(2+)的吸附曲线均为L型,阶段特征显著,更加符合Langmuir方程,且土壤对Pb~(2+)的亲和力(KL)成倍增加;去除络合态铁和无定形氧化铁后,土壤对Pb~(2+)的最大吸附量均有不同程度增加,其中去除无定形氧化铁之后,古土壤对Pb~(2+)的最大吸附量增幅最大,增加了14.71 mg·g-1;去除游离态氧化铁后古土壤、淋溶褐土对Pb~(2+)的吸附量分别下降了5.95、3.10 mg·g-1,黄褐土对Pb~(2+)的吸附量则增加了2.98 mg·g-1。土壤中氧化铁对Pb~(2+)吸附能力与吸附容量的影响不完全依赖于氧化铁的含量,在很大程度上依赖于土壤中氧化铁的形态。对于不同氧化铁形态的土壤采用相应的化学溶提技术,能够获得具有较高吸附性能的粘土矿物环境材料。     

三维Al-TCPP MOF纳米片对16种三唑类杀菌剂的吸附去除研究

农业生产中大量使用的三唑类杀菌剂最终通过环境介质传递进入水体,给生态系统和人类健康造成威胁。因此,本研究以六水合氯化铝和四(4-羧基苯基)卟啉(tetra (4-carboxyphenyl) porphyrin,TCPP)为功能单体制备三维Al-TCPP金属有机框架(metal organic framework,MOF)纳米片,并以Al-TCPP纳米片为吸附剂,构建了水体中16种三唑类杀菌剂的高效吸附去除方法。探究了Al-TCPP纳米片用量、吸附时间和pH值等对其吸附三唑类杀菌剂吸附能力的影响,并获得最佳吸附去除条件;选取3种典型杀菌剂,研究了Al-TCPP纳米片对目标物的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学等吸附行为机制。结果表明：Al-TCPP纳米片对三唑类杀菌剂的吸附过程符合准二级动力学模型,为单分子层化学吸附,且吸附过程是自发的放热反应,低温有利于该反应进行。采用本方法吸附不同环境水体中的三唑类杀菌剂,结果表明：Al-TCPP纳米片对不同环境水体中的16种三唑类杀菌剂的去除率均达到85%以上。综上所述,Al-TCPP纳米片对三唑类杀菌剂的吸附去除具有较好的实用性,可为环境水体中...     

鬼针草吸附亚甲基蓝的研究

以入侵植物鬼针草为吸附材料,探究其吸附亚甲基蓝的性能、机制,并对鬼针草材料吸咐亚甲基蓝前后的形貌进行分析。结果表明,在100 mL浓度为100 mg/L的亚甲基蓝染料中,鬼针草最佳投加量为0.6 g,溶液最适pH值为5,最适吸附时间为20 min,最适吸附温度为298 K。对鬼针草吸附亚甲基蓝的吸附过程进行动力学、热力学分析得出,鬼针草材料吸附亚甲基蓝染料的过程适合用准二级动力学模型进行描述,鬼针草吸附亚甲基蓝染料更符合Freundlich等温吸附模型。经过热力学分析得出,鬼针草吸附亚基蓝过程中的吉布斯自由能(ΔG~0)、焓变(ΔH~0)、熵变(ΔS~0)均小于0,说明鬼针草吸附亚甲基蓝染料是一个有序的、自发的放热过程。通过对鬼针草材料进行形貌分析得出,吸附前鬼针草具有孔状结构,吸附亚甲基蓝染料后孔状结构被填充,鬼针草材料表面变平滑。     

高效液相色谱法测定二甲四氯在铁铝土中的吸附特征

二甲四氯 (MCPA) 是铁铝土区域广泛使用的一种除草剂,生物毒性大。吸附是控制MCPA在土壤中迁移/转化的关键过程。本研究建立了以C₁₈为色谱柱、V(甲醇):V[水 (乙酸调pH值至2.5)] = 80 : 20为流动相、PDA为检测器 (检测波长280 nm) 的MCPA高效液相色谱检测方法,并结合批量平衡法评估MCPA在铁铝土中的吸附特征。结果表明:在0.5~40 mg/L内,MCPA的质量浓度与对应的峰面积间呈良好线性关系 (R2 = 0.999 9),检出限为0.2 mg/L,定量限为0.5 mg/L;回收率为98%~103%,相对标准偏差为3.5%~4.0%,适用于MCPA吸附试验的测定。铁铝土对MCPA的等温吸附过程符合Freundlich模型,吸附自由能△G<0,|△G|为9.34~14.73 kJ/mol,是一个自发的、非均质的、多层的物理吸附过程。吸附常数K_f值在0.85~4.24 L/kg之间,属于难吸附污染物,对地下水具有环境风险。不同铁铝土对MCPA的吸附作用受土壤pH值、有机质、矿物影响,表现为水稻土>暗红湿润铁铝土>简育湿润铁铝土。氢键结合、偶极间作用是吸附发生的关键作用力。     

毒死蜱和氰戊菊酯在土壤中的吸附与迁移

为评估被用作白蚁预防药剂的毒死蜱和氰戊菊酯在土壤中的移动性,采用平衡吸附法和薄层层析法分别测定了两种农药在浙江宁波地区的东钱湖土(粉砂质壤土)、青岭土(粉砂质壤土)和象山土(粉砂质黏壤土)3种土壤中的吸附常数(Kd)和迁移率(Rf)。结果表明,两种供试药剂在东钱湖土中的吸附等温线线性化程度均较高,而在青岭土和象山土中的吸附等温线均近似于 "L"型。从Kd和有机质吸附常数Koc的数值看,氰戊菊酯在土壤中的吸附作用主要受土壤有机质因素影响,而毒死蜱的吸附并非只受土壤有机质因素的影响。毒死蜱在3种供试土壤中的Kd和Rf值均高于氰戊菊酯。这表明由Kd值推测不同农药在土壤中的相对移动性可能会存在一定偏差。毒死蜱和氰戊菊酯在3种土壤中的Rf值由大到小的顺序为:东钱湖土>青岭土>象山土;而Kd值由大到小顺序为象山土>青岭土>东钱湖土。对Kd和Rf值与土壤理化性质的多元线性回归分析表明:1)土壤有机质含量和阳离子代换量在决定Kd和Rf值中所起的作用相互重叠;2)土壤有机质含量(或土壤阳离子代换量)和土壤黏粒含量是影响Kd和Rf值的关键因素,而土壤pH值对于Kd和Rf值无决定性影响。     

猕猴桃园和小麦—玉米轮作田两种土地利用方式对土壤养分状况的影响

为深入了解不同土地利用方式下土壤养分水平的差异及施肥和管理中存在的问题,选取陕西省周至县农耕区为研究区域,采用地统计分析和GIS相结合的方法,研究了猕猴桃园和小麦—玉米轮作田两种不同土地利用类型下土壤养分含量、养分相关性、空间变异特征及其分布格局。结果表明:猕猴桃园有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4种养分含量分别为:(19.55±3.13)g·kg~(~(-1)),(80.58±14.69)mg·kg~(~(-1)),(23.37±6.09)mg·kg~(~(-1)),(102.79±12.74)mg·kg~(~(-1)),pH值为7.32±0.49;小麦—玉米农田有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4种养分含量分别为:(19.43±2.63)g·kg~(~(-1)),(78.80±11.39)mg·kg~(~(-1)),(24.83±6.06)mg·kg~(~(-1)),(95.03±11.75)mg·kg~(~(-1)),pH值为7.41±0.58。猕猴桃园土壤有机质、碱解氮和速效钾含量均高于小麦—玉米农田,仅有效磷含量比小麦—玉米农田偏低。研究区主要养分要素的变异系数都处于10%~100%,属于中等空间变异性。在猕猴桃园中,有机质、碱解氮、有效磷、速效钾两两之间均呈极显著或显著正相关;在小麦—玉米农田,pH值与有机质表现出显著负相关。研究区土壤有效磷含量较为丰富,碱解氮含量处于中等偏高水平,有机质含量处于中等偏低水平,而速效钾含量总体缺乏。整体上猕猴桃园比小麦—玉米农田养分水平高,这主要与不同的田间管理和施肥状况有关。因此,今后应采取维持氮肥、控制磷肥、增加钾肥的措施,并十分重视有机肥的使用。此外,针对不同土地利用类型和土壤肥力状况进行分区培肥管理,普及科学施肥,提高肥料利用效率也是提升土壤肥力水平的重要措施。     

绿洲区土壤镍的吸附解吸特性

土壤重金属的移动性和生物有效性与重金属的吸附解吸及形态分布密切相关.通过序批试验、单步提取和连续提取的方法,研究绿洲区土壤镍(Ni)的吸附解吸特性.结果发现:①所研究的土壤呈现碱性,具低有机质含量和高碳酸盐含量特征,土壤未被镍所污染;②Freundlich可以用来模拟绿洲区土壤对镍的吸附行为.吸附能力与土壤粉粒、黏粒、全磷、有机质、CEC成显著正相关,而与砂粒成显著负相关,土壤pH并不是影响绿洲区土壤吸附镍的重要因子,绿洲区土壤对镍的吸附不是哪一个土壤理化参数所控制,而可能是土壤理化参数的联合控制;③绿洲区土壤镍的解吸量随土壤中镍吸附量的增加而增加,土壤镍解吸量与解吸前吸附量的关系可以用幂函数进行模拟;④在添加50 mg/L镍的条件下,绿洲区土壤吸附的镍主要以铁-锰结合态、碳酸盐结合态和可交换态为主.     

环氧氯丙烷改性玉米淀粉生物炭的制备及其对水中吡虫啉的吸附性能

吡虫啉是一种常用的新烟碱类农药，因使用量大、水溶性高、半衰期长而普遍存在于水环境中，对生态安全和人体健康构成潜在威胁。生物炭是生物质热解后的固体产物，具备来源广、能耗低、再生容易、环境友好等特点，在吸附领域得到广泛关注。本研究以玉米淀粉为原料，通过环氧氯丙烷交联改性，制备了环氧氯丙烷改性玉米淀粉生物炭(ECSB)。采用扫描电子显微镜等对其结构表征，考察其对吡虫啉的吸附性能，并探究其吸附机理。结果表明：ECSB表面有丰富的孔结构，比表面积为285 m²/g，孔体积为0.162 cm³/g，与未改性的玉米淀粉生物炭(CSB)相比，分别提高了46.5和31.4倍。ECSB对吡虫啉的最大吸附量为70.9 mg/g，其吸附效果比CSB提高了112倍。ECSB对吡虫啉的吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型，是一个吸热、熵增的自发反应。ECSB对吡虫啉的吸附机理推断主要归功于孔填充作用，经5次超声波协同乙醇脱吸附技术再生后ECSB的吸附能力仍可达原始吸附能力的96.6%。本研究可为环境中吡虫啉污水的治理及玉米淀粉开发应用提供研究思路和理论...     

三氟苯嘧啶在5种土壤中的吸附与解吸附行为

为研究三氟苯嘧啶的吸附-解吸附特性,采用振荡平衡法研究了三氟苯嘧啶在采集于吉林通化、江苏扬州、江西萍乡、广西南宁和海南海口等地的5种土壤中的吸附-解吸附行为及其环境影响因素。结果表明:三氟苯嘧啶在土壤中的吸附动力学符合Elovich模型,吸附和解吸附等温线符合Freundlich模型,吸附常数在1.886~7.626。温度的升高更有利于吸附,土壤对三氟苯嘧啶的吸附主要是物理吸附;随着溶液中pH值的升高,土壤对三氟苯嘧啶的吸附能力逐渐下降。除广西南宁黏壤土外,三氟苯嘧啶在5种土壤中的解吸附过程中存在滞后现象,不易在土壤中长期积累,具有一定的迁移特性。