离子强度和pH对可变电荷土壤与铜离子相互作用的影响

研究了离子强度和pH对可变电荷土壤表面电荷与铜离子吸附的影响。作为对照 ,也研究了它们对恒电荷土壤黄棕壤的有关性质的影响。结果表明 ,随pH升高 ,土壤的表面负电荷增加 ,正电荷减少。对于可变电荷土壤 ,可出现电荷零点 (pH0 )。随pH升高 ,土壤对Cu2 的吸附量增大。随着离子强度增大 ,恒电荷土壤对Cu2 的吸附百分率明显降低 ,可变电荷土壤对Cu2 离子的吸附百分率也降低 ,但降低的幅度比恒电荷土壤者小得多。土壤中氧化铁的含量越高 ,降低的幅度越小。对于含 2 1 %左右游离氧化铁的铁质砖红壤 ,即使支持电解质NaNO3的浓度高达 1molL- 1,对Cu2 的吸附仍然几乎没有影响。从离子强度和pH与土壤表面电荷和铜离子吸附的关系 ,可以推测在土壤对铜离子的吸附中 ,既存在电性吸附 ,又存在专性吸附。在可变电荷土壤对铜离子的吸附中 ,专性吸附较为重要     

低分子量有机酸对砖红壤表面电荷的影响

本文研究了4种低分子量有机酸对砖红壤表面电荷性质的影响,结果表明存在于体系中的有机酸增加了表面负电荷量,同时减少表面正电荷的量。在低有机酸加入量下,有机酸对正电荷的影响程度比其对负电荷的影响程度大得多。4种酸对土壤表面电荷影响的大小顺序为:柠檬酸>苹果酸>草酸>醋酸。有机酸对表面电荷的影响随体系pH而变化,它们对正电荷的影响程序随pH的增加而减小,而对负电荷的的影响呈相反的变化趋势。有机酸主要通过其阴离子在土壤表面的吸附来影响土壤的表面电荷性质。     

CrO42-对两种可变电荷土壤表面电荷的影响

对两种可变电荷土壤的研究结果表明,加入铬酸根(CrO42-)能增加土壤的表面负电荷,减小土壤的表面正电荷的量。CrO42-对表面正电荷的影响程度随体系pH的增加而减小,对负电荷的影响呈相反的趋势。CrO42-对表面电荷的影响程度也随其加入量的增加而增加。CrO42-主要通过自身的吸附来影响土壤的表面电荷,因为伴随着土壤表面电荷的变化,CrO42-在土壤中发生明显的吸附。而且土壤对CrO42-的吸附量随其加入量的增加而增加,随pH的升高而减小,与土壤电荷的变化趋势基本一致。     

磷酸盐吸附对可变电荷土壤正负电荷的影响

本文研究了华南地区不同类型的可变电荷土壤，并对磷酸盐的吸附量和吸附磷后土壤的正、负电荷的变化，以及ｐＨ和游离氧化铁对这种变化的影响进行了研究。结果表明，土壤吸磷量与土壤游离氧化铁含量成良好的正相关。土壤吸磷后正电荷减少，负电荷增加，土壤电荷量与吸磷量之间呈抛物线状相关。吸附１摩尔磷酸盐对土壤净负电荷的贡献在０．３－１．０摩尔之间。土壤中的游离氧化铁使吸附的磷对土壤负电荷的贡献减少。     

氧化铁对红壤电荷性质的影响

作者研究了6种土壤去除游离氧化铁前后在不同pH时正电荷、负电荷和净电荷以及净电荷零点(ZPNC)的变化。结果表明,6种红壤都带有相当量的正电荷。土壤经去铁处理后,正电荷大量减少或消失:5种红壤在高pH时出现对Cl^-的负吸附;5种红壤的负电荷在实验pH范围内(3-7.5)较原土明显增加。去铁处理使净电荷零点(ZPNC)明显降低。采自昆明由玄武岩发育的铁质红壤与上述不同,去铁后负电荷稍有减少,净负电荷变化很小,对Cl^-未出现负吸附。     

不同耕种年限红壤性水稻土理化性质的变化特征

以江西省余江县不同种植年限的红壤性水稻土为对象,研究了土壤有机质、pH、阳离子交换量(CEC)、游离氧化铁含量和氧化铁活化度随时间变化趋势;选择耕种7、22和80年的土壤剖面,研究了游离氧化铁和无定形氧化铁在剖面不同层次的分布。结果表明,耕层(0～20cm)土壤有机质含量随着水稻种植年限的增加而增加,淹水种稻导致土壤pH升高,但主要发生在种稻的前7年,7～80年间土壤pH变化不大。土壤CEC随着种植年限的增加而增加,在17年达到最大,然后随种稻时间的进一步增加而减小。土壤游离氧化铁含量随种稻时间呈下降趋势,但种稻后土壤氧化铁的活化度高于母土旱地红壤。对7年和80年水稻土,表层土壤游离氧化铁的含量低于底层土壤,说明铁在剖面中存在淋溶迁移。7年和22年水稻土表层土壤无定形氧化铁含量高于底层土壤,但对80年水稻土,土壤无定形氧化铁随采样深度的增加而增加。     

氧化铝对红壤正、负电荷的影响

用人工合成氧化铝包被土壤的方法研究了氧化铝(三水铝石)对红壤地区五种土壤的电荷性质的影响.结果发现,土壤包被氧化铝后正电荷有不同程度的增加,但其增加量随pH的升高而减少,pH7左右时几乎为零.人工氧化铝对负电荷的影响因土而异.带负电荷少的砖红壤包铝后在pH<7范围内负电荷稍有减少;带负电荷多的黄壤和红壤包铝后在低pH时负电荷明显减少,而高pH时负电荷明显增大;另外两个赤红壤包铝后负电荷也有类似的变化趋势,但变幅较小.四种土壤的负电荷由减小转变到增大时转变点的pH值各土不同,在pH3.6-6.2之间.包铝后土壤净电荷的变化趋势与该土壤的负电荷相似.包铝后土壤的ZPNC都有所升高,升高的幅度因土而异,在0.4-1pH单位之间.     

我国红壤中氧化铁形态及其特性和功能

研究结果表明，红壤类土壤富含氧化铁，其中以游离氧化铁为主，其游离度反映了一定的地带特征。在所研究的土壤中，氧化铁和氧化铝是带可变正电荷的氧化物型表面，而氧化硅是带可变负电荷的表面。     

中南地区几种土壤的表面电荷特性 Ⅳ.氧化铁铝对土壤表面电荷性质的影响

热带亚热带土壤中存在着性质活跃且含量较高的氧化铁和氧化铝，其对土壤的物理、化学及肥力性质等有着深刻的影响，由于它们带有大量的可变电荷而使其行为在土壤表面电荷性质的研究中倍受关注［1～6］。就氧化铁对土壤表面电荷性质的影响，一些学者采用DCB处理脱去土壤中游离铁的方法，将处理后土壤表面电荷性质的变化归结为游离铁的作用［1～3］。事实上，DCB对土壤的提取液中，存在着一定数量的氧化铝，因此，"DCB提取的游离铁"对土壤表面电荷的影响应视为"DCB提取的游离铁和部分氧化铝"的共同作用。本研究在比较我国中南地区几种土壤的电荷零点和永久负电荷量测定方法、探讨土壤表面电荷特性及其与土壤固相组成关系的基础上［7～9］，用DCB溶液处理土壤，观察其正负电荷、电荷零点（PZC）和净电荷零点（PZNC）的变化，以进一步明确氧化铁铝对土壤表面电荷性质的作用。     

土壤中水合氧化物型表面的化学区分Ⅰ.表面电荷

本文研究了氧化物对土壤、粘土和合成无定形铝硅酸盐的表面电荷的贡献.结果表明,水合氧化物型表面可进一步区分为电荷性质完全不同的两类亚表面.在所研究的样本中,氧化铁和氧化铝是带可变正电荷的亚表面,而氧化硅是带可变负电荷的亚表面.     

有机质含量对棕壤表面电荷及NH4+的吸附解吸特性的影响

对棕壤在去除有机质前后表面电荷及NH4 的吸附解吸特性进行测定,结果表明:(1)去除有机质后,土壤胶体表面正电荷量增加,可变负电荷量减少,永久负电荷量增加。这可能是由于有机质带有大量的可变负电荷,掩蔽了一部分永久负电荷点位,同时中和了一部分土壤表面正电荷所致。(2)土壤对NH4 的吸附量和解吸量的变化与土壤表面电荷数量的变化呈现良好的一致性,有机质可以增加土壤对NH4 的吸附量,并降低其对NH4 的吸附结合能。土壤去除有机质后,其对NH4 的最大吸附量下降,吸附结合能增加,解吸率降低。     

SURFACE CHARGE CHARACTERISTICS OF SOILS IN CENTRAL AND SOUTHERN CHINA

研究了中南地区3种土壤的电荷量、电荷零点（PZC）和净电荷零点（PZNC）等表面电荷性质及其与土壤矿质组成的关系。结果表明（1）从赤红壤、红壤到黄棕壤,永久负电荷量（CECp）趋于增大,主要与土壤的粘土矿物组成和粘粒含量有关;可变负电荷量（CECv）变异趋势不明显,主要与土壤氧化铁铝的组成及含量有关;可变负电荷量占负电荷总量的比例趋于降低;正电荷量趋于减小。（2）供试赤红壤、红壤和黄棕壤的PZC分别为3.90、3.35～3.50和2.96～3.12;赤红壤和红壤的PZNC分别为3.85和2.15～2.84,黄棕壤不存在PZNC。（3）初步提出可变电荷土壤表面电荷性质的指标为PZC>3.0、PZNC>2.0、PZC朠ZNC<1.0和CECv/CEC8.2>0.4。     

中南地区几种土壤的表面电荷特性Ⅲ.土壤的电荷量,电荷零点(PZC)和净电荷零点(PZNC)

研究了中南地区3种土壤的电荷量、电荷零点(PZC)和净电荷零点(PZNC)等表面电荷性质及其与土壤矿质组成的关系.结果表明:(1)从赤红壤、红壤到黄棕壤,永久负电荷量(CECp)趋于增大,主要与土壤的粘土矿物组成和粘粒含量有关;可变负电荷量(CECv)变异趋势不明显,主要与土壤氧化铁铝的组成及含量有关;可变负电荷量占负电荷总量的比例趋于降低;正电荷量趋于减小.(2)供试赤红壤、红壤和黄棕壤的PZC分别为3.90、3.35～3.50和2.96～3.12;赤红壤和红壤的PZNC分别为3.85和2.15～2.84,黄棕壤不存在PZNC.(3)初步提出可变电荷土壤表面电荷性质的指标为:PZC>3.0、PZNC>2.0、PZC朠ZNC<1.0和CECv/CEC8.2>0.4.     

红壤主要土壤组分对低分子量有机酸吸附的研究

通过一次平衡法研究了双氧水去除有机质、添加1%腐殖酸和DCB法(连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠)去除游离氧化铁、铝对红黏土发育的红壤吸附草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的影响。结果表明,去除有机质后,由于受溶液pH、表面吸附点位变化、土壤结构变化、表面基团活性变化、草酸根生成等多种因素的影响,红壤对低分子量有机酸的吸附量虽略有增加,但增加并不明显。添加腐殖酸培养一个月后,由于受土壤表面电荷变化、吸附点位覆盖、氧化铁活性改变、基团质子化等因素的影响,红壤对低分子量有机酸的吸附量虽有轻微的减少,但减少也不明显。去除占土壤总量3.79%的游离氧化铁、铝后,土壤表面正电荷将会显著减少,而导致红壤对低分子量有机酸的吸附量显著减少,其减少程度因有机酸种类而异,与原土对有机酸的最大吸附量(Sm)大小顺序相反。     

有机质含量对棕壤表面电荷及NH4^＋的吸附解吸特性的影响

对棕壤在去除有机质前后表面电荷及NH4^＋的吸附解吸特性进行测定，结果表明：（1）去除有机质后，土壤胶体表面正电荷量增加，可变负电荷量减少，永久负电荷量增加。这可能是由于有机质带有大量的可变负电荷，掩蔽了一部分永久负电荷点位，同时中和了一部分土壤表面正电荷所致。（2）土壤对NH4^＋的吸附量和解吸量的变化与土壤表面电荷数量的变化呈现皇好的一致性，有机质可以增加土壤对NH4^＋的吸附量，并降低其对NH4^＋的吸附结合能。土壤去除有机质后，其对NH4^＋的最大吸附量下降，吸附结合能增加，解吸率降低。     

恒电荷土壤及可变电荷土壤与离子间相互作用的研究 Ⅱ.共存体系中Cl-的吸附特性

对 3种可变电荷土壤和 4种恒电荷土壤在陪伴阳离子分别为Na 、K 、NH 4 、Mg2 、Ba2 、Al3 和共存SO2 -4下Cl- 的吸附量进行了测定。结果表明 ,供试土壤的Cl-吸附量顺序均为AlCl3>BaCl2 和MgCl2 >KCl和NH4 Cl>NaCl,其中可变电荷土壤的差异较大。不同电解质溶液中Cl- 吸附量的顺序与土壤所带正电荷量的顺序一致。Langmuir方程的K值较小 ,且在不同介质中的差异不大。随SO2 -4浓度的增大 ,可变电荷土壤对Cl- 的吸附量减少 ,平衡液的pH值增大 ,而恒电荷土壤则变化甚微 ,说明共存的SO2 -4使可变电荷土壤的表面负电荷增加 ,但对恒电荷土壤则影响不大。这些结果说明 ,Cl- 以电性吸附的机理不因介质而变。可变电荷土壤在一价阳离子存在时 ,除土壤本身所带的正电荷外 ,还有一价阳离子吸附后产生的正电荷以及由此引起的对Cl- 的协同吸附。在二、三价阳离子存在时 ,还有Cl- 的离子对吸附 ,而恒电荷土壤在所有介质中 ,似乎总是以与Cl- 的协同吸附为主     

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     

中南地区几种土壤的表面电荷特性 Ⅳ.氧化铁铝对土壤表面电荷性质的影响

热带亚热带土壤中存在着性质活跃且含量较高的氧化铁和氧化铝，其对土壤的物理、化学及肥力性质等有着深刻的影响，由于它们带有大量的可变电荷而使其行为在土壤表面电荷性质的研究中倍受关注［1～6］。就氧化铁对土壤表面电荷性质的影响，一些学者采用DCB处理脱去土壤中游离铁     

可变电荷土壤和恒电荷土壤CI^—吸附特性的研究

对不同浓度KCI和不同pH下，3种可变电荷土壤和4种恒电荷土壤CI^-吸附量进行了测定。结果表明，土壤CI^-吸附量随平衡CI^-浓度C（e）增加而增大，恒电荷土壤呈线性，可变电荷土壤在添加CI^-0.5-5.0mmol/L下，符合Langmuir吸附等温式。同一浓度下的CI^-吸附量及其随浓度增加的速率均为砖红壤＞红壤＞赤红壤＞黄棕壤＞棕壤、暗棕壤和黑土，与这些土壤所带正电荷量顺序相一致。Langmuir方程K值较小且几种土壤差异不大。恒电荷土壤对CI^-的吸附量很小，在浓度较低时常出现负吸附，其吸附机理可能更多的是与K^ 吸附时的同时吸附。7种土壤CI^-吸附量均随pH增加而降低，但降低强度可变电荷土壤远大于恒电荷土壤。     

可变电荷土壤对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附及二者的竞争作用

三种可变电荷土壤对砷的吸附实验结果表明,在pH3~7范围内,As(Ⅲ)的吸附量随pH的升高而增加,三种土壤对As(Ⅲ)吸附能力的大小顺序为砖红壤>黄壤>红壤。红壤和砖红壤对As(Ⅴ)的吸附量随pH的升高而降低,黄壤中呈相反的变化趋势,三种土壤对As(Ⅴ)吸附能力的大小顺序是黄壤>砖红壤>红壤。三种可变电荷土壤对As(Ⅴ)的吸附能力较对As(Ⅲ)大得多,砷的吸附量既与土壤游离氧化铁的含量有关,又与氧化铁的结晶形态密切联系,由于黄壤中水化氧化铁在游离铁中所占比例较高,其对As(Ⅴ)吸附能力较砖红壤和红壤大。As(Ⅲ)与As(Ⅴ)共存体系的研究结果表明,两种形态的砷可以竞争可变电荷土壤表面的吸附位,但在酸性条件下As(Ⅴ)较As(Ⅲ)有更强的竞争能力,因为As(Ⅴ)使土壤对As(Ⅲ)的吸附量显著减小,而As(Ⅲ)对红壤和砖红壤吸附As(Ⅴ)有一定的影响,对黄壤中As(Ⅴ)的吸附几乎没有影响。