土壤胶体中氧化物表面性质的初步研究

我们以蒙脱石为对照,测定了以水合氧化物型表面为主的试样四个方面的表面性质:电荷零点(ZPC)、滴定曲线、羟基释放量及不同pH条件下对NH₄⁺和Cl^-的吸附。结果表明,在pH 4—9范围内,氧化物型表面提供可变正电荷1—8 meq/100g,提供可变负电荷3—15meq/100g;三二氧化物使土壤的ZPC升高,而永久负电荷和有机质使土壤的ZPC降低。作为粘土酸,氧化物表面的酸性较弱,其表面质子逐步解离,使滴定曲线不出现突跃。氧化物表面的羟基和水合基密度很高,增加了土壤对离子的专性吸附能力。土壤中常见的氧化物型表面主要来自Fe,Al氧化物及非品质矿物,就它们的化学式而言,主要有Si—OH、Fe—OH及Al—OH,它们可存在于同一土壤中,在土壤常见的pH范围内,具有低ZPC的Si—OH亚表面提供可变负电荷,具有高ZPC的Fe—OH和Al—OH亚表面提供可变正电荷。     

土壤胶体膨胀的初步研究

应用吸水膨胀计,测定了二种粘土矿物(蒙脱土及高岭士)、三种土壤(红壤、灰褐土、黑士)、五种土壤胶体(<1微米)(红壤、灰褐土、黑土及华北平原的二个胶泥)的吸水曲线与膨胀。各类土壤及土壤胶体的吸水曲线形状各不相同,土壤和胶体的吸水量不仅受粘土矿物所限制,土粒的团聚和分散情况都有关系。红壤(土壤或胶体)的吸水性能与高岭土相似:不显膨胀而有收缩,可说明红壤中含有较多的高岭土。淋溶黑土及其胶体在吸水时的膨胀,颇为显著而无收缩。吸水10天后,氢铝质黑土胶体的体积比吸水前大0.75倍,钠质大1.62倍。其膨胀和吸水的性能与蒙脱土相仿,可说明黑土中含有较多的蒙脱土。灰褐土胶体有膨胀也有收缩。吸水10天后,氢铝质灰褐土胶体的体积,比吸水前增大0.28倍,钠质则膨胀1.11倍。因云泰的膨胀和吸水性能尚无充分资料,故未能比较。华北平原胶泥的膨胀性能类似灰褐土,这种胶泥吸水后可呈溶胶状态,其钠质胶泥的膨胀度都比钠质黑土胶体尤大。在吸水6天后,钠质鸡粪土(28448)的体积比吸水前大1.41倍,狗头胶泥(28450)比吸水前大2.11倍。华北平原胶泥的特性可能与灰褐土胶体相类似,或因其细微胶体含量较多而增高其膨胀度。     

降雨对土壤胶体释放与迁移的影响研究

降雨作为影响水土流失的主要因子,对表层土壤垂直侵蚀的影响没有得到应有的重视,选取长春地区具有代表性的阶地农田的粘壤土、河漫滩的细砂土和黄土台地的粉壤土为研究对象,用实验室土柱淋滤模拟实验定量研究了降雨对表层土壤中胶体释放与迁移的影响能力,并首次从土壤胶体的释放与迁移的角度解释了土壤的垂直侵蚀作用,从而为长春市水土流失和水土污染防治提供了参考依据.结果表明,土壤环境中降雨对土壤胶体的释放与迁移的影响即对表层土壤垂直侵蚀的影响是不容忽视的,其释放与迁移随降雨周期均具有"脉冲"的规律,在淋滤初期胶体具有比较明显的释放,后来胶体就降到一个较低恒定的水平.降雨通过引起土壤水动力条件和土壤溶液化学两方面变化影响土壤胶体的释放和迁移,初始降雨对土壤表面的侵蚀作用比持续的降雨具有更明显的作用.由于土壤矿物和机械组成不同,降雨对3种土壤的垂直侵蚀程度不同,释放量(垂直侵蚀损失量)为农土土柱>河土土柱>黄土土柱,且介于30-120mg/m~3之间.     

土壤胶体中氧化物的表面特性

土壤胶体中氧化物的表面特性在很大程度上决定了氧化物在土壤中的特殊功能:增加土壤的可变电荷和对离子的专性吸附能力。     

土壤胶体电位滴定与热分析的初步研究

土壤不仅是一个分散体系,而且其高度分散部分还带电荷。因此,它能与土壤溶液中的离子相互结合,形成双电层。大部分土壤的无机胶体是带负电的,所以主要吸附阳离子。当它在盐基不饱和时就呈酸性,形成所谓胶体酸,胶体酸的缓冲性能既取决于交换性酸的本性,也取决于土壤胶体的本性。因此,了解胶体酸的缓冲性能不仅有助于对土坡酸度本性的认识,也可了解土壤胶体的本性。本文仅就我国几种土壤及其无机胶体部分进行电位滴定与热分析,并与粘土矿物比较以探讨各土壤胶体的缓冲性能与粘粒矿物组成的关系。     

三峡水库消落带土壤胶体释放与迁移特征

三峡水库消落带是库区陆源污染物进入水库的最后屏障。高强度、周期性的干湿交替对消落带土壤理化性质、结构和可蚀性产生潜在影响,进而影响胶体颗粒的释放和迁移特征。探究消落带土壤胶体的释放与迁移行为是衡量胶体促进污染物迁移入库的重要前提。该研究对比消落带与非消落带土壤,通过原状土柱淋洗试验,研究饱和流中土壤胶体释放及迁移特征。结果表明,消落带原状土柱饱和淋洗液中胶体颗粒浓度先总体快速降低（184.58～28.04 mg/L）再缓慢增加（21.18～97.58 mg/L）,存在较大的时间变化（变异系数为0.46）。胶体颗粒累计释放量为714.43 mg,比非消落带土柱高34.4%,而淋洗液的峰值粒径（13.25～19.90 μm）和中值粒径（14.98～22.90 μm）均远远小于非消落带土柱的相应值,表明反复淹水-排干作用导致消落带土壤中胶体及细颗粒的释放和迁移潜力增大。溶解性有机碳（DOC,Dissolved Organic Carbon）是影响消落带饱和土壤中胶体释放的关键因子,对胶体浓度动态变化的解释率高达42.3%,而水化学因素（EC、Ca2+及Mg2+）对非消落带土壤中胶体颗粒的释放影响相对更大。在消落带管理中,应注意减控DOC的流失,以减少消落带土壤胶体颗粒的释放,同时建议加强消落带土壤DOC来源及其与胶体偶合并促进污染物如农化物质迁移进入库区水体的研究。     

几种土壤胶体电荷零点(ZPC)的初步研究

研究土壤胶体的性质有着重要的意义,在许多土壤胶体的特性中,电化学性质是一个重要方面。大家知道,被分散在电解质溶液中的胶体颗粒,在与电解质溶液接触时,便产生了双电层,根据胶粒和溶液界面间游离电荷分布的机制,可以把土壤胶体区分为两种基本类型:(1)完全极化界面的胶体称为恒表面电荷胶体;(2)可逆界面胶体称为恒表面电位胶体^[10,14]。     

土壤胶体在不同饱和度土壤介质中的释放与淋溶行为研究

采用饱和与非饱和填充土柱纵向淋溶研究方法,结合对流弥散模型方程（CDE）对穿透曲线的拟合计算,全面考察了土壤介质水饱和度、土壤水pH/离子强度、土壤孔隙水流速和土壤胶体颗粒大小对天然土壤胶体在实际土壤介质中释放、沉积迁移行为的影响。分别获取胶体扩散系数和阻滞因子值,定量说明实验中水化学、水动力学等条件的作用影响力。结果显示,介质不饱和条件不利于胶体的释放和淋溶;高pH和低离子强度条件对土壤胶体释放与迁移有利;淋溶过程的间断干扰,可以促使土壤胶体的增量淋溶释放;淋溶强度及胶体颗粒粒径大小,能够影响胶体穿透时间和穿透浓度峰值大小。     

土壤磷素释放速率的初步研究

一个时期以来,人们经常应用强度因素和容量因素的概念来研究土壤磷素的有效性。     

我国几种地带性土壤无机胶体的表面电荷特性

研究了用返滴定法测定我国七个不同地带土壤无机胶体的表面电荷特性。结果表明 :( 1 )返滴定法测定的供试土壤无机胶体可变电荷量随纬度升高而逐渐上升。这主要与供试土壤粘土矿物、铁铝氧化物组成及含量有关。一般来说 ,土壤层状硅酸盐粘土含量越多 ,永久负电荷量和其可变负电荷量越大 ;铁铝氧化物含量越高 ,可变负电荷量越低。( 2 )七个地带性土壤无机胶体的Qv pH曲线上在pH5左右有一峰值 ,这可能与供试土壤胶体中铁铝氧化物的ZPC及供试土样层状硅酸盐的边面Si OH基吸附H 及Al OH基离解H 有关     

粘粒矿物和有机质对土壤胶体比表面的影响

分别从黑土、黄绵土、黄棕壤、红壤和砖红壤提取<2nm的胶体,测定去有机质前后土壤胶体比表面;并用猪粪中提取的胡敏酸与上述5种土壤胶体相作用,由泥炭中提取的胡敏酸与蒙脱石、伊利石、高岭石相作用,测定其复合胶体的比表面;研究了粘粒矿物类型和胡敏酸对土壤胶体比表面的影响。结果表明,土壤胶体比表面大小与其所含主要粘粒矿物类型密切相关。5种土壤胶体比表面大小为:黑土>黄棕壤>黄绵土>红壤>砖红壤。砖红壤胶体去游离氧化铁后,胶体比表面明显降低;但黄棕壤胶体去游离氧化铁后比表面反而增加。有机质对土壤胶体比表面的影响因土壤类型不同而异,去除有机质后,黑土、黄绵土和黄棕壤胶体的比表面增加;而红壤、砖红壤胶体的比表面无明显变化。黑土和黄棕壤胶体与猪粪胡敏酸复合后,比表面降低;而砖红壤胶体与猪粪胡敏酸复合后反而增加。泥炭胡敏酸与蒙脱石、伊利石胶体复合后比表面降低;而高岭石却增加。     

磷酸盐对土壤胶体和矿物表面吸附酸性磷酸酶的影响

研究了系列浓度磷酸盐体系中 ,酸性磷酸酶在黄棕壤、砖红壤胶体和高岭石、针铁矿及δ MnO2 表面的吸附特点。结果表明 :随着磷酸盐浓度升高 ,磷酸酶在土壤胶体和矿物上的等温吸附曲线类型逐渐由L型向C型转化 ,等温吸附方程由Langmuir方程向线性方程转化 ,这种转化可能与磷酸和酶在胶体矿物表面对不同点位的利用及其能量特点有关。随着体系中磷酸盐浓度的增加 ,酶吸附量呈现先急剧下降后逐渐稳定的趋势。磷酸盐对土壤胶体和矿物上酶吸附的影响决定于矿物表面的类型特别是羟基的数量、体系中磷酸盐浓度及酶的加入量。针铁矿及含铁铝氧化物较多的砖红壤胶体对酶的吸附受磷酸盐的抑制作用最为显著。     

土壤表面电荷测定的两种方法之比较

用返滴定法和Mehlich法研究测定了我国不同地带土壤 (砖红壤、红壤、黄棕壤、暗棕壤、黑土 )无机胶体的表面电荷。结果表明 :( 1 )两者的测定结果有较大的差异 ,其主要的原因是返滴定法和Mehlich法分别基于不同的衡量标准 ,从不同的侧面反映了土壤表面的电荷性质 ;( 2 )返滴定法与Mehlich法各有其优点 ,但在具体的测定过程中都有些环节可能需要改进。     

表面吸附层对磷矿石磷素释放的影响

次生磷矿石表面的Ｃａ－Ｐ吸附层对磷矿石磷的释放有重要影响,以ＮａＣｌ,ＫＣｌ或ＮＨ４Ｃｌ浸提除去磷矿石表面的吸附态Ｃａ,导致了随后的水提取磷的大量增加。认为磷矿石表面的吸附层给磷灰石的加速溶解提供了Ｃａ的接收率。     

五氯酚污染土壤的热修复初探

五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)作为农药和木材防腐剂曾在世界范围内大量应用,因其对生物体的广谱毒性和诱突变性被认为是环境中主要的持久性有机污染物(POPs)之一,对PCP在土壤、沉积物和微生物生长介质中的生态毒性和降解的研究一直是国际关注的热点。PCP是包括我国在内的许多     

岩面和原始土壤微生物区系的研究

本文研究了原始成土过程中岩石表面和原始土壤的微生物区系。原始成土过程,是和微生物分布、活动紧密相联系的。岩面,主要是染有岩漆、生长地衣的岩面,以及原始土壤中,通常定居着大量的微生物。异养微生物中,细菌占优势,主要是产生黄色、橙色和玫瑰色色素的无孢子杆菌和球菌,霉菌和放线菌较少。微嗜氮菌和硝化菌广泛分布在供试样品中,而自生固氮菌和纤维分解菌只出现在南方石灰岩地区生长地衣的岩面及原始土壤中。微生物通过产酸,溶解岩体中的矿物,利用这些矿物作为养料。