外源木炭对异丙隆在土壤中吸附-解吸的影响

 【目的】研究除草剂异丙隆在木炭上的吸附-解吸规律,探讨外源木炭对减少异丙隆从土壤中流失的作用机制,为土壤-水环境中农药的污染防治提供依据。【方法】采用振荡平衡法,研究了异丙隆在5个不同粒径木炭和3种不同类型土壤中的吸附-解吸特征。【结果】异丙隆在木炭和土壤中的吸附-解吸均符合Freundlich方程。木炭对异丙隆有很强的吸附能力,木炭粒径越小,对异丙隆的吸附能力越强。添加木炭能够显著提高土壤对异丙隆的吸附量,木炭添加量越多,异丙隆吸附量越大,木炭添加量与异丙隆吸附量呈显著正相关（相关系数r=0.9568**）。异丙隆在木炭和土壤中的解吸过程均存在明显的滞后效应,且这种滞后效应随着木炭添加量的增大而逐渐加强。环境扫描电镜（ESEM）分析显示,木炭具有疏松多孔结构,对异丙隆具有较强的物理吸附能力。红外光谱（FTIR）分析结果表明,异丙隆可能通过氢键或范德华力与木炭结合。【结论】以木炭作为人工添加吸附剂可有效地减少异丙隆从土壤中的流失。     

全氟烷基酸类在土壤中的吸附解吸及淋溶行为研究

为探讨不同碳链长度全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)在土壤中的吸附解吸及淋溶行为,分别利用批量平衡法和土柱实验方法研究了8种PFAAs在潮土和黑土的吸附解吸及淋溶特性。结果表明,PFAAs在土壤中的吸附和解吸在24 h内均能达到平衡,解吸存在迟滞性,PFAAs在土壤中的吸附和解吸等温线符合Freundlich模型(R20.900),Kf在1.44~282之间;潮土对PFAAs的吸附能力强于黑土,土壤对全氟烷基磺酸的吸附能力优于全氟烷基羧酸,且碳链越长,越容易被吸附;土壤有机质含量、粒径分布及溶解性有机质共同影响土壤对PFAAs吸附能力。土柱实验表明,超过97%的短链PFAAs可被淋出;随着碳链延长,土壤对PFAAs截留能力增加,淋出时间延长,累积淋出率降低;PFAAs在潮土和黑土土柱中的淋溶行为具有明显的差异,黑土土柱淋出液中PFAAs浓度变化小于潮土土柱;溶解性有机质能够改变PFAAs的相对淋溶曲线的形状,对短链PFAAs的淋溶具有促进作用,同时抑制了全氟辛烷羧酸和全氟己烷磺酸在土层中的向下迁移。研究表明,目前广泛采纳的短链替代品在土壤中有较强的移动性,对地下水具有潜在的风险。     

镉在土壤中吸附的能量特征和解吸滞后效应研究

[目的]为了研究吸附-解吸反应对重金属生物有效性的影响.[方法]以我国12种典型农田土壤为试验材料,采用批次平衡法,研究重金属镉在农田土壤中吸附的能量特征和解吸滞后效应.[结果]供试土壤对镉的吸附均为自发反应,温度的升高有利于促进土壤对镉的吸附.土壤镉吸附的吉布斯自由能变（△G°）可以用来预测土壤镉的解吸能力.土壤对重金属镉吸附的主要机理为化学键力.镉在土壤中的解吸过程存在滞后现象,随着镉平衡液浓度的增加,各供试土壤中镉解吸的滞后效应增强.供试土壤pH和碳酸钙含量越高,滞后系数越大.这可能与土壤pH和碳酸钙含量较高时,镉在土壤中形成难解吸的内圈配合物和碳酸镉沉淀有关.[结论]该研究结果可以为防治土壤重金属污染和修复研究提供参考依据.     

江西省主要红壤旱地土壤钾的吸附与解吸

通过钾的等温吸附与解吸试验，研究了江西省主要红壤旱地土壤吸附钾与解吸钾之间的内在联系。旱地土壤对钾的吸附特性以Ｆｒｃｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附方程最为吻合；黄泥土的钾吸附特征曲线是较急剧上升型，其余土壤曲线平缓，最大吸钾量的顺序依次为黄泥土＞鳝泥土＞麻砂泥土＞红砂泥上＞花岗岩黄壤土；吸附钾的解吸率在５１．７％～９６．６％之间，平均解吸率分别为５３．５％、５８．８％、８８．５％、７０．２％、９５．３％。因此施用等钾量时后者容易显效，而且优于前者，但容易发生淋溶，需钾更迫切。     

外源生物质炭对土壤中铵态氮素滞留效应的影响

以生物质炭和黄棕壤为研究材料,通过阳离子交换量测定、铵态氮等温吸附实验以及模拟土柱淋溶,研究生物质炭对土壤铵态氮素滞留效应的影响。发现生物质炭以1%、3%和5%添加后,土壤CEC值分别增加9.4%、14.7%和19.7%,铵态氮素淋失量分别减少22%、39%和47%,氮素滞留量分别增加15%、5%和14%;同时影响氮素在土层中的分布,其中加生物质炭土壤的氮素集中在土柱上部5～7cm处,而不加生物质炭土壤集中在中部偏下9～11cm处。结果表明,生物质炭能够提高土壤对铵态氮素的吸附能力,显著降低土壤铵态氮素养分的淋失。     

异丙隆对土壤基础呼吸与微生物生物量的影响

通过室内培养,研究了异丙隆对大田土壤和大棚土壤基础呼吸和微生物生物量碳的动态影响。结果表明:异丙隆使用量在50mg/kg以下,对土壤基础呼吸和微生物生物量碳基本没有影响;在100 mg/kg以上,其抑制效应随使用量的增加而明显,但在培养期内基本恢复到正常水平;异丙隆对2种土壤的影响未表现出明显差异。     

氯虫苯甲酰胺在5种土壤中的吸附和解吸特性

为了综合评价氯虫苯甲酰胺在土壤环境中的吸附特性,采用恒温批处理平衡法,测定了氯虫苯甲酰胺在黑土、黄壤、紫色土、红土以及潮土5种典型农业土壤中的吸附和解吸行为。结果表明,5种土壤吸附氯虫苯甲酰胺的Freundlich模型拟合的吸附等温线系数(Kf)为1.06～4.45 L/kg,其吸附的强弱次序依次为黑土>黄壤>紫色土>红土>潮土。5种土壤吸附氯虫苯甲酰胺的行为以物理吸附为主,土壤有机质含量、土壤粉粒含量和阳离子交换量是土壤吸附和解吸氯虫苯甲酰胺的关键影响因素。氯虫苯甲酰胺在5种土壤中有机碳标化的分配常数(KOC)为120～379,平均值为238,表明其在土壤中的移动性较弱。解吸试验结果表明氯虫苯甲酰胺在5种土壤中的解吸过程均存在迟滞现象。     

Adsorption-Desorption Characteristics of Chlorimuron-Ethyl in Soils

The adsorption-desorption characteristics of chlorimuron-ethyl in soils were investigated to provide the basic data for evaluating the safety in field and the risk to water resource. The adsorption-desorption experiment was conducted by the batch equilibration and HPLC techniques; furthermore, data were analyzed with 5 mathematic models to describe the characteristics and mechanism of adsorption-desorption and translocation of the herbicide in soils. The results showed that the adsorption-desorption isotherms of chlorimuron-ethyl fitted for the Freundlich model well, and the physical reaction presents the main contribution during the adsorption-desorption process. The adsorption values （Kads-f） of chlorimuron-ethyl in 8 types of soil ranged from 0.798 to 6.891. The isotherms of 2# （Jiangxi clay） and 3# （Jiangxi sand loam） soils belong to the S-type curve, while the isotherms of another 6 type soils belong to the L-type isotherm. The results of desorption indicated that the hysteresis phenomena appeared during the desorption process, and the hysteresis coefficients （H） of the herbicides in 8 soils varied from 0.259-0.980. Furthermore, Kads-f and desorption values （Kads-f） increased with the OM （%） and the clay content increasing, while the values decreased with the soils pH increasing. The H values decreased with the OM and the clay content increasing, and increased with the soils pH increasing. It can be concluded that the low adsorption abilities of chlorimuron-ethyl in test soils and un-reversible adsorption existed in the process, which will induce the great translocation of the herbicide after application in field. It can be transported to ground or groundwater causing risk to environments. The physical and chemical properties of soils, including the OM, the clay content, and the pH of soil were the dominating factors during the adsorption-desorption.     

几种粘粒矿物和土壤表面吸附态磷的解吸 Ⅰ吸附和解吸滞后的机理(英文)

研究了可变电荷粘粒矿物和矿物学性质不同的代表性土壤对磷酸根的等温解吸特性。结果表明磷酸根的解吸等温线一般都滞后于吸附等温线。滞后的程度以铁、铝氧化物最大;含较多铁和铝氧化物的酸性土壤其次;高岭石、蒙脱石和中性、石灰性土壤较小。磷酸根的解吸率一般都随着吸附饱和度的增加而增加,但在各吸附饱和度下,解吸率都明显低于吸附磷的同位素(磷)交换率。在恒定pH和离子强度下,解吸主要涉及结合能较低的吸附态磷。可变电荷表面紧结合态吸附磷在同样条件下是极难解吸的,从而引起磷酸根吸附和解吸不可逆转。此外,吸附态磷还可能通过次生化学反应而转化成不溶性磷酸盐化合物,对这种形态磷就不能通过简单的水液平衡而发生可逆性的解吸作用,而必须加以某种化学处理(例如适当酸化或用有机物质)。     

外源竹炭对土壤硝酸根离子的吸附效应

生物质炭巨大的活性表面, 可吸附土壤中的硝酸根等阴离子养分。采用竹炭作为试验材料, 以自然土壤和人为耕作土壤为试验土壤, 用硝酸钾溶液浇施模拟施肥, 通过离子色谱测定浇施后所得滤液中硝酸根离子的含量, 分析竹炭对土壤中硝酸根离子的吸附效果。试验设计如下:自然土壤加入的竹炭百分比为0, 1%, 2%, 3%, 4%(竹炭直径 < 1 mm), 耕作土壤加入的竹炭百分比为0, 1%, 3%, 5%(竹炭直径为1~2 mm), 2种竹炭颗粒(1~2 mm和 < 1 mm)比较试验时加入的竹炭量为3%。结果表明:土壤中加入竹炭对硝酸根离子的吸附有一定的作用, 前2次淋洗表现为吸附作用随着竹炭比例的增加而增强, 但只有加入的竹炭量超过3%后, 吸附效果没有显著提高(P>0.05)。在加入等量(3%)竹炭时, 前2次淋洗时颗粒直径为1~2 mm的竹炭吸附效果好于 < 1 mm的竹炭, 细粒与对照没有差异, 第3次淋洗时竹炭处理与对照差异显著(P < 0.05), 但不同颗粒之间差异消失。竹炭的施入比例和颗粒直径均能影响其对土壤中阴离子的吸附效果。建议生产上采用3%比例、颗粒直径为1~2 mm的竹炭, 以减少硝酸根离子的淋失。     

硅对不同pH水田土壤吸附-解吸镉的影响

为探讨硅对土壤镉吸附解吸特征的影响,在中和硅酸钠碱性和消除钠离子影响的基础上,进行了不同硅浓度下土壤对镉的等温吸附-解吸试验。结果表明:在试验条件下,Freundlich模型可更好地描述不同硅浓度下2种土壤对镉的吸附-解吸特征;随着加硅量的增加,碱性土壤吸附镉的数量逐渐降低,酸性土壤吸附镉的数量逐渐增加。加硅使碱性土壤方程的k值变小、n值变大,降低了镉的吸附容量却增大了吸附强度;酸性土壤方程的k值变大、n值变小,增加了镉的吸附容量却降低了吸附强度。2种土壤镉的解吸量均随着加硅量的增加而降低,加硅使滞后系数(Δk+Δn)增大,加剧了吸附-解吸过程中的滞后效应。     

环丙沙星在深浅两层潮土层中吸附-解吸特性研究

采用OECD guideline 106批平衡吸附解吸试验方法研究了环丙沙星在潮土0~20 cm和20~40 cm两个垂直土层中的吸附-解吸行为。结果表明,环丙沙星在潮土中的吸附和解吸过程均分为快速反应和慢速平衡两个阶段,且经过24 h达到吸附和解吸平衡。准二级动力学方程能较好地拟合吸附和解吸过程,吸附速率常数为0.571 kg·min-1·mg-1。两个潮土层对环丙沙星的吸附和解吸均不同程度地偏离线性模型,采用Freundlich方程可以对吸附和解吸数据进行良好的非线性拟合(P0.01),吸附容量分别为672.977和693.426,其吸附等温线属于"S"型等温线。环丙沙星在两个潮土层中吸附以物理吸附为主。在解吸的过程中存在滞后现象,且解吸滞后系数均随着初始浓度的增加而增大,0~20 cm土层的解吸滞后系数均大于20~40 cm土层。在p H值为4~9条件下,环丙沙星的吸附参数lg Kd值随p H的增加先增加后降低,当p H值为5时,吸附效果最好,0~20 cm土层lg Kd值为3.36,20~40 cm土层lg Kd值为3.90。阳离子吸附可能是潮土对环丙沙星吸附的主要机制之一。     

洛克沙胂在土壤柱中的淋溶迁移

畜禽粪便中残留的兽药进入土壤后的移动性是评价其淋溶能力(对地下水的污染风险)的重要信息.通过土壤柱稳定流实验,考察了不同淋溶剂、粪浸液等对洛克沙胂在不同深度(0～20、20～50、50～80 cm)灰潮土中的迁移行为影响.结果表明,水、0.01mol·L~(-1) CaCl_2、0.01 mol·L~(-1) EDTA-Na2淋溶剂,对不同深度土壤柱中洛克沙胂的淋溶穿透曲线(BTCs)呈现不同程度的不对称性,在不同深度土壤柱中对洛克沙胂的淋出率分别为:水为92.3%～97.1%,0.01 mol·L~(-1) CaCl_2为71.0%～84.9%,0.01 mol·EDTA-Na_2为75.4%～91.2%;土壤柱先用粪浸液通过后,洛克沙胂的穿透曲线峰时间均有不同程度的提前,淋出率均有增加,在不同深度土壤柱中的淋出率分别为:水为96.4%～110.4%,0.01 mol·L~(-1) CaCl_2为94.5%～106.8%,0.01 mol·L~(-1) EDTA-Na_2为90.8%～103.2%.说明洛克沙胂随粪便进入土壤后可较快地淋溶迁移,可进入地表水和地下水中,对水环境质量的影响较大.     

紫色水稻土对镉吸附解吸特性的研究

[目的]了解紫色水稻土对镉吸附解吸特性,为紫色水稻土中镉的归趋阐明提供科学依据。[方法]采用一次平衡法进行酸性、中性和石灰性紫色水稻土对镉的吸附解吸试验,用吸附等温方程对试验数据进行拟合,并考察吸附能力和土壤性质的关系。[结果]3种土壤对镉吸附量均随平衡浓度的增加而增加,吸附能力以石灰性土最高,酸性与中性土相近,且吸附等温线均可用Langmuir和Freundli-ch方程很好地拟合。3种土壤镉解吸量和解吸率均随吸附量的增加而增加,其中石灰性土的解吸率最低,而酸性和中性土的解吸率均高于50%。吸附能力与土壤性质有明显关系,其中pH为重要因素,非晶质铁锰氧化物和黏粒等对土壤镉吸附解吸的影响并不明显。[结论]3种土壤中,石灰性土壤对镉的固持和缓冲能力最强,而外源镉进入酸性和中性土壤后的环境风险较高。土壤性质对镉的吸附和固定有重要影响,其中pH为关键因素。     

海泡石对典型水稻土镉吸附能力的影响

通过吸附解吸实验研究了添加海泡石后典型水稻土对Cd的吸附解吸特性及其对吸附溶液pH值变化的响应.结果表明,Freundlich方程可以较好地拟合红黄泥、黄泥田和红沙泥3种典型水稻土对Cd的等温吸附过程(R2>0.962).在溶液初始Cd浓度相同的情况下,添加海泡石可使3种水稻土对Cd的吸附量增加20%以上,增强土壤对Cd的吸附强度,有效降低吸附Cd的解吸率.其效果随海泡石添加量的增大而增强.3种水稻十吸附Cd的解吸率均高于70%,而且都随吸附量的增加而上升.溶液的pH值是影响土壤吸附Cd的一个重要因素,在低pH值的条件下(pH<4),随着溶液pH值的降低,土壤对Cd的吸附量迅速降低,当溶液pH值高于5时,pH值的变化对吸附量的影响较小.在溶液初始pH值2～8范围内,添加海泡石均能有效提高3种水稻土对Cd的吸附能力.     

不同形态磷在砂土中的移动性研究(英文)

预测土壤中磷的长期淋洗性需要了解土壤特性和不同形态磷的行为.本研究用模拟试验评估了不同磷负荷砂质土壤中不同形态磷的移动性.分别从浙江省衢州市和温州市采集具不同磷含量的蔬菜地土壤,每一地点分别采集2个深度的土壤(0～10 cm和10～30 cm),表层土壤(0～10 cm)通过添加不同量的磷酸盐、CaCO和无定形氧化铁,形成研究需要的不同磷含量和不同磷形态的系列土壤样品;淋洗柱长30 cm,由10 cm经培养处理的表层(0～10 cm)土壤和未经培养处理的亚表层土壤(10～30cm)构成,每一淋洗土柱连续经历12个循环的0.002 mol?L-1CaCl2溶液淋洗,收集的淋洗液用于分析钼酸反应总磷(TRP)、可溶态钼酸反应磷(DRP)和颗粒态钼酸反应磷(RPP);试验结束后鉴定土壤中水溶态磷、MehlichⅢ-P和磷的化学形态变化.结果表明:添加无定形氧化铁和碳酸钙可显著改变砂土中磷的形态,降低土壤磷的有效性;无定形态氧化铁在降低土壤磷有效性方面的作用大于碳酸钙;淋洗液中磷的形态主要为DRP,颗粒态磷占总磷的比例为1.2%～39.8%;TRP和DRP的损失与培养处理后表土中磷含量存在显著的相关.相关分析和淋洗试验后土壤中磷形态变化结果都表明:表土柱中淋移的磷主要来源于水溶性磷(H2O-P)和NaHCO3-P,与NaOH-P、HCl-P和残余磷的相关不明显;从表土淋失的磷有27.1%～54.2%被淋出土体,其余下移至10～30 cm土层中.研究结果还表明,添加无定形氧化铁可增加土柱中颗粒态磷的迁移.     

不同洗涤蜂窝煤灰渣对污染土壤中铅的稳定作用研究

蜂窝煤灰渣具有稳定污染土壤中铅的作用,但可增大土壤pH和电导率(EC)。将蜂窝煤灰渣经过水洗和稀盐酸酸洗后加入铅污染土壤(1000mg·kg-1Pb),研究了不同处理灰渣对铅有效性和土壤性质的影响。结果表明,灰渣经水洗和酸洗后,其pH(分别下降1.94、3.70)和电导率(0.785、0.890mS·cm-1)明显下降,重金属有效性和全量也有一定程度的下降。水洗和酸洗灰渣加入土壤后,土壤磷有效性有一定的上升。污染土壤在未加磷条件下加入原灰渣、水洗灰渣和酸洗灰渣后,DTPA-Pb含量分别下降67.2、195、117mg·kg-1,加磷情况下加入这3种灰渣土壤DTPA-Pb含量分别降低102、91.8、86.8mg·kg-1,各处理与对照的差异均达到0.05的显著水平。连续提取的结果表明,不同处理对土壤铅形态的影响不明显。     

污泥改良对新疆低有机质土壤吸附水中对硝基苯酚性能的影响

[目的]以施加不同比例城市污泥并老化2年后的新疆低有机质土壤为研究对象,探讨污泥改良对土壤性质及其对对硝基苯酚吸附能力的影响。[方法]采用绘制等吸附曲线的试验方法。[结果]水中对硝基苯酚在原土、污泥及污泥改良土壤中的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich等温式;当加入污泥含量为9.1%～50.0%时,污泥改良土壤中的有机碳含量比理论计算值减少66.3%～24.8%;对硝基苯酚在混合老化的改良土壤上的实测饱和表面吸附量远大于理论计算值,但吸附系数远小于后者。[结论]混合老化后改良土壤的性质发生很大变化,混合老化后表面吸附作用增大,而有机质的分配作用在总吸附作用中的贡献减小。     

黄棕壤土柱中铁锰的淋溶淀积及其对Pb2+的吸附解吸

以湖北省孝感市的黄棕壤B层土壤为装柱材料,在干湿交替(pH=5)条件下,分别加入不同浓度(0~0.08 mol/L)FeSO_4和MnCl_2的铁、锰混合溶液,淋溶土柱60次,分析土壤中游离态和非晶质态铁、锰氧化物的淋溶淀积规律及其对重金属Pb~(2+)的吸附与解吸特点。结果表明:当淋溶液的铁浓度分别为0.04和0.08 mol/L时,淋溶液中锰浓度增加,土壤中的锰含量呈增加趋势,铁含量无明显变化;淋溶后土壤中游离和非晶质铁氧化物的淀积量均高于锰氧化物的淀积量,同一处理土柱上层(0~10 cm)的铁、锰淀积量基本上大于下层(20~30cm);淋溶60次后,土壤样品对Pb~(2+)的吸附量随平衡溶液浓度的增大而增加,上层的最大吸附量为167 mmol/kg,下层的最大吸附量为195 mmol/kg;淋溶后黄棕壤对Pb~(2+)的吸附量随土壤中锰淀积量的增加而增加,而对Pb~(2+)的解吸量却呈相反的趋势;Pb~(2+)的解吸量随其吸附量的增加而增加。     

稻草还田对土壤钾,磷,锌的吸附—解吸及其有效性的影响

就长期肥料田间试验的红壤性水稻土、黄棕壤性水稻土和灰潮土性水稻土,用热呼学稀吸附法和流行法分别进行了土壤钾、磷、锌的吸附－解吸试验和土壤钾吸附动力学试验,测定了土壤钾吸附动力学试验,测定了土诉粘接矿物组成,基本性质和有效钾、磷的含量,研究了稻草还田对土壤钾、磷、锌吸附量、吸附钾、磷、锌解吸率的影响。结果表明稻草还田：（１）能减小土壤对钾的吸附,增加其解吸率,提高土壤有效钾量和土壤对钾的缓冲能力;（