土壤对镉的吸附与解吸——Ⅱ.吸附势与解吸势

本文提出了吸附势(logK_a)和解吸势(logK_d或相对解吸势logK_dr)两个有关吸附和解吸的强度概念,并进行了理论推导和实验验证。logK_a和logK_d或logK_dr是影响土壤或胶体吸附和解吸因素的综合反应。实验证实logK_a可用于表征土壤胶体对Cd的相对选择性,并且对胶体吸附Cd有着良好的预测性;logK_dr可用于表征土壤胶体对Cd的相对固定能力,并可用于估测Cd的污染程度。盆栽试验表明,随着土壤胶体logK_a的增加,或logK_dr的降低,稻草或糙米中Cd的含量下降。可以预期,吸附势和解吸势不但在土壤物理化学,土壤环境化学研究中,而且在植物营养化学、水化学、以及界面化学等方面有可能获得实际应用。     

影响土壤镉吸持和解吸的因子

研究了土壤的pH、离子浓度(0.01mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L)、阴(阳)离子种类(NO₃^-、Cl^-、OAc^-、SO₄^2-、HPO₄^-及Zn和Pb)及石灰和葡萄糖对土壤镉吸持及其解吸的影响。     

土壤和氧化铁对氟化物的吸附和解吸

氟化物是目前人们关注的环境污染物之一,它与人类生活和动植物的活动有着极其密切的关系。     

土壤和氧化铁对氟化物的吸附和解吸

本文研究了两种土壤(砖红壤和黄棕壤)和两种合成氧化铁(无定形氧化铁和针铁矿)对氟化钠溶液的吸附和解吸现象,讨论了氟离子吸附的吸附等温线特征.根据实验资料和吸附等温线的拟合情况,我们认为,砖红壤和无定形氧化铁用Langmuir公式来描述,黄棕壤和针铁矿用Freundlich公式来描述更为适宜.氟离子的解吸量均低于吸附量.研究结果表明,由于水洗和醇洗,一部分以静电引力所吸附的氟离子被洗去,造成氟离子解吸量偏低.     

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。     

土壤中溶解性有机质及其对污染物吸附和解吸行为的影响

溶解性有机质（DOM）已成为环境科学、生态学和土壤科学等学科的研究热点。DOM对重金属、养分和有机污染物的环境化学行为有很大影响,因此开展DOM与污染物（或养分）之间相互作用的研究,具有重要的理论与实践意义。本文系统地评述了DOM的来源、组成、分级及其对土壤中污染物吸附一解吸行为的影响。尽管关于土壤中DOM的研究还不完善,许多工作也只是刚刚开始,至今对土壤中DOM的性质、组成和分类方法等问题都不是很清楚,但现有的结果已经表明,DOM是土壤圈中一种十分活跃的重要化学组分,它对土壤中化学物质的溶解、吸附、解吸、吸收、迁移和生物毒性等行为均有显著的影响。     

四环素在土壤中的吸附与解吸以及镉在其中的影响

采用批平衡实验方法,研究了四环素（TC）在褐土和红壤中的吸附和解吸,以及Cd2＋对四环素在两种土壤上吸附和解吸的影响。结果表明,四环素在褐土和红壤中的吸附可以用Freundlich等温吸附方程拟合,所得lgKf分别为3.039和3.169,这表明四环素在红壤中的吸附能力较强。此外,四环素在两种土壤上的解吸过程都存在滞后现象,所得lgKf,des分别为3.292和3.877,这将可能威胁到土壤环境和人体健康。常见重金属Cd2＋的存在会促进四环素在两种土壤上的吸附,在红壤中表现显著（P〈0.05）;同时红壤中四环素的lgKf,des有所增加,而在褐土中的变化不大。     

柠檬酸存在下施硅对土壤磷吸附和解吸特性影响

以棕壤为研究对象,采用室内培养的方法,通过加硅酸钙处理、硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理和硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理,研究了柠檬酸存在下施硅对棕壤中磷素吸附和解吸特性的影响,并用Langmuir方程、Freundlieh方程与Temkin方程对其进行拟合分析,其中磷吸附解吸试验采用恒温批处理平衡法.结果表明,Langmuir与Temkin模型对处理后棕壤磷的吸附拟合效果最好.硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷的吸附量最大,为500mg/kg;硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷的解吸量及解吸率最大,最大解吸率可达45.2％.因此,硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷肥的储存能力最强,硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷活化能力最强,即供磷能力最强.     

酸雨和有机配体EDTA对稀土在土壤中吸附和解吸的影响

研究了在模拟酸雨和有机配体EDTA的影响下，红壤对稀土元素Ce,La,Nd,Pr的吸附和解吸。结果表明，稀土元素在红壤中的吸附等温线符合Langmuir等温吸附式。采用酸雨－EDTA溶液作解吸剂时，争吸量随着吸附量的上升而升高。在低吸附量区域，EDTA的络合效应明显；在高吸附量区域，解吸溶液中H^ 的解吸作用明显。稀土的解吸曲线特征方程随着稀土与EDTA络合条件稳定常数的下降和解吸溶液的pH降低，由二次项函数式向幂函数式转化。     

可溶性有机物对土壤中绿麦隆吸附与解吸的影响

A batch equilibrium techniques was used to examine the effect of dissolved organic matter （DOM） extracted from both non-treated sludge （NTS） and heat-expanded sludge （HES） on the sorption and desorption of chlorotoluron （3-（3-chloro-p-tolyl）-1,1-dimethylurea） in two types of soils, a yellow fluvo-aquic and a red soil from China. Without DOM,sorption of chlorotoluron was significantly greater （P 〈 0.05） in the red soil than in the yellow fluvo-aquic soil. However,with DOM the effect was dependent on the soil type and nature of DOM. Chlorotoluron sorption was lower in the yellow fluvo-aquic soil than in the red soil, suggesting that with the same DOM levels the yellow fluvo-aquic soil had a lower sorption capacity for this herbicide. Application of DOM from both NTS and HES led to a general decrease in sorption to the soils and an increase in desorption from the soils. Desorption of chlorotoluron also significantly increased （P 〈 0.05） with an increase in the DOM concentration. Additionally, for sorption and desorption, at each DOM treatment level the NTS treatments were significantly lower （P 〈 0.05） than the HES treatments. This implied that non-treated sludge had a greater effect on the sorption and desorption of chlorotoluron than heat-expanded sludge.     

有机酸对土壤中镉的解吸及影响因素

研究了酒石酸和柠檬酸对两种不同处理土壤 (镉质土和污染土 )中Cd的解吸行为 ,探讨了介质pH值、支持电解质等对其解吸镉质土和污染土中Cd的影响。结果表明 ,随有机酸浓度升高 ,柠檬酸和酒石酸对镉质土和污染土中Cd的解吸率呈先降低后升高变化 ,出现一波谷 ,波谷位置与有机酸和土壤类型有关。当解吸液起始pH值由 2升至 8时 ,柠檬酸对镉质土和污染土中Cd的解吸率呈降低—升高—降低的变化 ,先后出现一波谷和一波峰 ,且柠檬酸浓度高时变化趋势尤为明显 ;而酒石酸对镉质土和污染土中Cd的解吸率则一直降低。解吸液中支持电解质浓度提高 ,酒石酸对镉质土和污染土中Cd的解吸率增大 ,且以KCl为支持电解质时的解吸率要高于KNO3。     

有机酸对几种土壤胶体吸附解吸镉离子的影响

用平衡法研究了有机酸对土壤胶体吸附 解吸Cd2 的影响。结果表明 ,黄棕壤、红壤、砖红壤胶体Cd2 最大吸附容量 (Qm)分别为 4 3 7、16 8、1 5 8mmolkg-1。在加入Cd2 浓度相同的条件下 ,土壤胶体Cd2 吸附量随有机酸浓度的升高呈峰形曲线变化。当有机酸与Cd2 共存时 (竞争吸附 ) ,低浓度的草酸 (小于0 5～ 2mmolL-1)或柠檬酸 (小于 0 0 2 5～ 0 2mmolL-1)提高Cd2 吸附量 ,高浓度的草酸或柠檬酸能降低Cd2 吸附量。吸附有机酸后的土壤胶体 (次级吸附 )对Cd2 次级吸附量的影响与竞争吸附一致 ,但两者的Cd2 吸附量变化幅度不一样。这是由于两种吸附体系液相中有机酸残留浓度不同所致。土壤胶体吸附态Cd2 的解吸结果表明 ,草酸浓度不仅影响Cd2 的总解吸量、总解吸率 ,还影响土壤胶体表面KNO3 解吸态与DTPA解吸态Cd2 的分配比例     

土壤和粘粒矿物对亚硒酸盐的吸附和解吸

本文研究了三种土壤(砖红壤、红壤和黄棕壤)、高岭土和两种合成氧化铁(无定形氧化铁和针铁矿)对亚硒酸盐的吸附和解吸作用。讨论了亚硒酸盐的吸附特征,以及土壤中氧化铁对亚硒酸盐吸附和解吸的影响,根据实验资料与吸附等温方程式的拟合情况,作者认为以Freundlich和Langmuir公式为宜。此外,供试样品对亚硒酸盐的吸附和解吸结果表明,Se的吸附量随Se的添加量的增加而增加,但由于矿物组成各异,吸附量的差异显著。其吸附量的大小顺序为:无定形氧化铁>针铁矿>砖红壤>红壤>黄棕壤>高岭土;而被吸附Se的解吸能力则是高岭土>黄棕壤>红壤>砖红壤>针铁矿>无定形氧化铁。实验结果还表明,在各种矿物组成中,亚硒酸盐的吸附和解吸受氧化铁的影响很明显,三个土壤样品的吸附等温线都表现出氧化铁在初始阶段对亚硒酸盐吸附快而强烈的特征,而在去除氧化铁以后,这一特征也随之消失,硒的吸附量显著降低,而解吸率则明显上升。     

土壤和粘粒矿物对亚硒酸盐的吸附和解吸

本文研究了三种土壤(砖红壤、红壤和黄棕壤)、高岭土和两种合成氧化铁(无定形氧化铁和针铁矿)对亚硒酸盐的吸附和解吸,讨论了亚硒酸盐的吸附特征,以及土壤中氧化铁对亚硒酸盐吸附和解吸的影响。     

黄土性土壤对磷的吸附与解吸

本文报道了黄土性土壤及作为对照的中性水稻土和酸性红壤对磷的吸附与解吸特性。实测吸附曲线与简单Langmuir等温吸附方程最为吻合,全部供试样本的相关系数均达到显著水平;而与Temkin方程和Freundlich方程只是部分吻合。与酸性红壤相比,黄土性土壤是一种弱吸磷能力的土壤,评价其吸磷能力的最适参数是根据简单Langmuir方程求出的最大吸磷量(q_m),支配q_m的土壤性质主要是游离氧的铁含量,其次是粘粒和CaCO₃的含量。黄土性土壤对吸附磷的解吸能力很强,其等温解吸曲线也是可以分成三个区域,代表各种不同能级的吸附磷被解吸的过程。     

长期定位试验点土壤镉的吸附解吸及形态分配

以中国生态系统研究网络和国家土壤肥力和肥料效应长期定位监测网络5个农业生态实验站的表层土壤为材料,研究了不同区域农田土壤对Cd的吸附解吸特性;同时,在研究长期定量施肥对封丘潮土和祁阳红壤Cd积累及其有效性影响的基础上,对不同施肥处理进行了土壤Cd形态分级。结果表明,5种农田土壤中,中厚黑土的吸附量较大,旱地红壤的吸附量较小,土壤的最大吸附量与土壤有机碳含量、土壤CEC及土壤pH有关;长期施用化肥对封丘黄潮土和祁阳红壤Cd积累的作用不明显,长期施用有机肥可增加土壤Cd的积累,但内源性有机肥(秸秆)使黄潮土Cd含量增加的幅度远低于外源性有机肥(猪粪)使红壤Cd含量增加的幅度,长期施用有机肥对土壤Cd有"活化"作用。黄潮土和红壤中Cd的形态分配顺序均为:残渣态弱酸提取态可还原态可氧化态,但黄潮土中残渣态Cd的比例显著高于红壤中残渣态Cd的比例。化肥和有机肥均可影响Cd在黄潮土和红壤中的形态分配。     

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。     

不同土地利用方式土壤对铜、镉离子的吸附解吸特征

采用一次平衡法对Cu²⁺、Cd²⁺在城市及城郊农田、林地、草地3种土地利用方式土壤中的吸附解吸过程进行比较研究, 结果表明: Cu²⁺、Cd²⁺在3种土地利用方式土壤中的吸附量均随平衡液浓度的增加而增大, Cu²⁺、Cd²⁺在农田土壤上的吸附量均高于林地和草地土壤。分别用Langmuir和Freunlich两种等温吸附方程对吸附过程进行拟合, 3种土壤对Cu²⁺的吸附过程运用Langmuir方程拟合效果好, 而对Cd²⁺的吸附过程运用Freunlich方程拟合效果更好。Cu²⁺在3种土壤的解吸量大小顺序为农田>林地>草地, Cd²⁺在3种土壤的解吸量大小顺序为农田>草地>林地。两种离子在3种土壤中的动态吸附是个快速反应的过程, 随时间延长, 吸附反应趋于平衡。运用双常数函数方程和Elovich方程能较好地拟合重金属在土壤上的吸附动力学过程。Cu²⁺、Cd²⁺的吸附与土壤黏粒含量、有机质含量、CEC和pH均有关。     

黄淮海地区潮土对磷的吸附和解吸特性

对黄淮海地区潮土进行的磷吸附试验结果表明,土壤粘粒含量和CaCO₃含量是影响潮土吸附磷能力的主要因素;潮土对磷的吸附随质地而异,其顺序是淤土 > 二合土 > 砂土。潮土的吸附特性与Langmuir等温吸附方程式相当吻合。潮土磷的解吸量与磷的吸附量有一定的关系。一般情况下,吸附的磷越多,解吸的磷也越多,但是解吸磷占吸附磷的百分率不一定越高。磷的解吸量的相对大小也是与土壤吸磷特性密切相关的。