应用穆斯堡尔(Mössbauer)谱学方法研究燥红土中的氧化铁

本文应用穆斯堡尔谱学方法,研究了我国南方地区不同干热条件下形成的燥红土中存在的氧化铁的类型、性质及其Al³⁺同晶代换作用.我们所研究的4种燥红土表层胶体部分(<2微米),在室温和80K温度下测量了穆新堡尔谱,在室温下谱线出现超顺磁状态,80K温度下观察到明显的磁分裂六线谱.计算机拟合结果表明,氧化铁的类型以赤铁矿和针铁矿为主,并以细颗粒状态存在.反映了热带、亚热带土壤的特点.不同干旱条件下,土壤胶体部分赤铁矿、针铁矿所占的比例也有明显的不同,愈干旱赤铁矿的比例愈高.     

应用穆斯堡尔谱(Mössbauer Spectroscopy)研究土壤磁性的发生机理

通过穆斯堡尔谱(MS)和磁测的综合分析,结果表明,我国磁性最强的昆明玄武岩红壤的磁性矿物,主要为磁赤铁矿、磁铁矿和钛赤铁矿。这些磁性矿物可解释为原生钛磁铁矿、钛铁晶石、钛铁矿的“离钛氧化作用”的产物,钛的游离使矿物向纯的磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿转化,从而形成了土壤的强磁性和一定的磁化率剖面特征。     

胡敏酸吸附解吸Fe3+反应特征研究

采用C-25葡聚糖凝胶层析方法研究了在不同酸度、离子强度、温度条件下胡敏酸（HA）吸附解吸Fe3^＋特征.结果表明,在相同离子强度、反应温度条件下,随着pH的升高,HA对Fe（Ⅲ）最大吸附量Smax和吸附平衡常数k增加,标准摩尔自由能变△Gom绝对值减小.相同pH和温度下,离子强度从0.00到0.10mol L^-1,HA对Fe（Ⅲ）最大吸附量Smax和吸附亲和力常数k增加,自由能变△G^o m绝对值减小,但离子强度从0.10 mol L^-1继续上升到0.15 mol L^-1,则上述特征常数变化刚好相反.温度升高,胡敏酸吸附Fe3^＋的最大吸附量、吸附平衡常数k、自由能变△G^o m绝对值均较大幅度降低,表明升高温度对吸附反应不利.吸附反应的焓变△H^o m和熵变△S^o m均小于零,为放热反应,反应向更有序状态进行;在相同条件下,pH越大,焓变△H^o m和熵变△rS^θ m绝对值越大,表明pH越大,越有利于吸附反应的进行.随着pH的升高,Fe3^＋被还原的百分率η减小,用幂函数方程拟合,相关系数达到显著水平.随着pH的降低,胡敏酸铁Fe3^＋解吸率增大;对解吸率曲线进行拟合,线形方程具有显著的相关系数.胡敏酸吸附Fe3^＋的反应为包括胡敏酸内部和外部结合的“两相”反应.     

红外光谱法研究胡敏酸与Fe3+、Al3+、Mn2+金属离子配位机理

被称为土壤“精华”的土壤腐殖质影响着土壤的物理性质、化学性质和生物学性质;其中,腐殖酸是腐殖质的核心成分,由于含有大量的羧基、羟基等活性基团,具有很高的反应活性,对环境中金属离子具有强烈的结合力,使之成为环境中金属离子的重要络合剂和聚沉剂,从而对金属元素在环境中的迁移、转化和生物有效性起着十分重要的调控作用[1~4]。腐殖酸与金属离子的相互作用一直是土壤、生态、环保等领域研究的重点,不少学者从动力学或热力学的角度研究了腐殖酸对金属离子铜、铅、镉、汞等离子的吸附和络合作用[3~13];也正是由于腐殖酸结构中有机活性基团众多,对于腐殖酸与金属离子的相互作用的确切部位或反应机理至今依然未彻底弄清楚;     

电位计滴定法对Co2+, Ni2+, Cu2+ and Zn2+与胡敏酸和富里酸形成复合物时的结合常数的确定

The formation constants of Co^2 ,Ni^2 ,Cu^2 and Zn^2 complexes with humic acid(HA) and fulvic acid(FA) in red soil wrer determined by the potentiometric titration method.The constants as a function of composition of the complexation solutions were obtained by two graphical approaches respetively,The formation constants decreased with increasing concentration of metal in the solution,The results provide unambiguous evidence for the heterogeneity of the function groups of humic substances,the formation constants of FA were much smaller than those of HA,and the formation constants of Cu^2 were much greater than those of Co^2 ,Ni^2 and Zn^2 ,The potentiometric titration methon for determining formation constants are also discussed in the article.     

红壤交换性碱和交换性酸的研究Ⅰ.与中性盐(Na2SO4, NaClO4和KClO4)的关系

用自动控制pH的装置定量研究了两种红壤类土壤胶体在三种中性盐溶液中的交换性碱和交换性酸的变化.发现在Na2SO4溶液中在pH低时出现交换性碱,pH高时出现交换性酸.砖红壤胶体的交换性碱比红壤胶体的大,并且在pH5.6附近还出现不受Na2SO4浓度影响的交换中性点.NaClO4和KClO4溶液中,在测定pH范围内只出现交换性酸,红壤胶体的数量比砖红壤胶体的大.同一土壤胶体在KClO4中的数量比NaClO4中的多.二者都有一峰值,对于砖红壤胶体前者在pH4.3,后者在pH5.8.提出了测定SO2-4-交换性碱的方法.     

A MÖSSBAUER SPECTROSCOPIC STUDY OF THE EFFECT OF pH ON THE REACTION BETWEEN IRON AND HUMIC ACID IN AQUEOUS MEDIA

Mössbauer specttoscopy has been used to provide information on the effect of pH on the nature of the complexes formed between iron and humic acid. At an initial suspension pH greater than 3 the iron occurs in the ferric form, although it is difficult to assess to what extent it is in combination with organic matter. On lowering the pH, iron is reduced with a considerable proportion of the ferrous iron entering solution, partly as a solvated ion and partly as complex forms. Raising the pH leads to re-oxidation and the precipitation of a considerable proportion of the iron in an inorganic form with Mossbauer parameters similar to those of β-FeOOH. No evidence was obtained for Fe(III) in solution or for Fe(II) in any form at pH values greater than 4.     

酸性二甲基亚砜和碱混液提取土壤胡敏酸效率及其特性的比较研究

土壤中的腐殖物质大多数是同无机成分相结合以复合体形式存在，大部分不溶于水。为了研究腐殖物质的本质和特征，需要将腐殖物质同无机成分分离开来。目前最常用的提取剂是NaOH和Na4P2O7或其混合液。含强碱的提取剂虽具有提取效率高等优点，但也存在提取过程中腐殖物质被氧化变性，以及一     

有机酸对针铁矿和膨润土吸附Cd2+、Pb2+的影响

用平衡吸附法研究了不同浓度的有机酸（乙酸、酒石酸和柠檬酸）对针铁矿和膨润土吸附Cd^2＋、Pb^2＋的影响。结果表明：（1）低浓度（〈0．6mmolL^-1）有机酸促进供试矿物吸附Cd^2＋和Pb^2＋，随着有机酸浓度增加，吸附逐渐被抑制。高浓度（〉1．0mmolL^-1）有机酸对Pb^2＋吸附的抑制作用比对Cd^2＋的强。有机酸浓度的变化对针铁矿Cd^2＋、Pb^2＋吸附率的影响大于对膨润土的。（2）不同Cd^2＋浓度下，有机酸对膨润土Cd^2＋吸附强度的影响大于针铁矿。加入高浓度Cd^2＋（8．0mmolL^-1）时，低浓度有机酸对膨润土吸附Cd^2＋的促进作用比加入低浓度Cd^2＋（0．4mmolL^-1）时明显，高浓度有机酸对膨润土吸附Cd^2＋的抑制作用与低浓度Cd^2＋时相近。（3）低浓度有机酸（〈0．6mmolL^-1）时，酒石酸、柠檬酸对针铁矿吸附Cd^2＋的促进作用大于乙酸，而它们对膨润土吸附Cd^2＋的促进作用相似；在三种有机酸高浓度（〉1．0mmol L^-1）时，针铁矿对Cd^2＋的吸附都趋于稳定，而柠檬酸对膨润土吸附Cd^2＋的抑制作用比乙酸和酒石酸的明显。不同种类有机酸下，矿物对Pb^2＋吸附率大小的变化基本一致。     

陪伴离子对土壤胶体吸附Cu2+和Pb2+的影响

采用表面络合模式研究了不同陪伴离子对陕西 4种典型土壤胶体吸附Cu2 、Pb2 的影响。结果表明 :在各阴离子体系 ,同一土壤胶体对Cu2 、Pb2 吸附百分数达到 5 0 %时对应的pH(pH50 )值呈现 :Cl->SO2 - 4>草酸根 >柠檬酸根 >NO- 3的趋势 ,表面络合常数logKintM 的大小次序与此相反 ;专性吸附特征值 (n值 )反映了吸附过程专性吸附与电性吸附比例的大小 ,其值大小表现为 :NO- 3>Cl- >SO2 - 4>草酸根 >柠檬酸根的趋势     

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     

恒电荷土壤胶体对Cu2+ 、Pb2+ 的静电吸附与专性吸附特征

供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附强度用pH50 值表示 ,其大小次序为 :土 >黄绵土、黑垆土 >黄褐土。离子强度实验和表面络合反应机制证明恒电荷土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附含有专性吸附 ,n值可作为判断专性吸附与静电吸附比例的特征值 ,低pH值时 ,以水解 -络合吸附为主 ;高pH值时 ,以水解 -络合与沉淀吸附为主。静电吸附和专性吸附的比例与pH有关 ,各土壤胶体专性吸附百分数大小为 :黄褐土 >土 >黑垆土 >黄绵土。不同土壤胶体在同一介质中对Cu2 、Pb2 的固有络合常数logKintM 值及固有络合ΔG m 负值大小次序与吸附强度大小一致。在定pH定浓条件下 ,考虑离子之间的相互作用时 ,土壤胶体对重金属离子的吸附过程可用BDM等温式描述。供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 专性吸附ΔG m 的大小与固有络合ΔG m 接近且大小次序也一致。     

不同pH下有机酸对针铁矿和膨润土吸附Cd2+、Pb2+的影响

用平衡吸附法研究了不同pH下,三种有机酸(乙酸、酒石酸和柠檬酸)对针铁矿和膨润土等温吸附Cd2 、Pb2 的影响。结果表明:在加入的Cd2 、Pb2 浓度分别小于0.2 mmol L-1和4.0 mmol L-1时,针铁矿和膨润土吸附平衡体系的pH随加入重金属浓度的增加而降低,膨润土体系的pH降低更明显。在有机酸作用下,pH对针铁矿和膨润土吸附Cd2 、Pb2 的影响差异显著。3酒石酸>乙酸,其对膨润土吸附的影响差异不明显。