名山河流域黄壤组分对微团聚体吸附解吸镉的影响

选取名山河流域4种土地利用方式(林地、水田、茶园、旱地)的黄壤为研究对象,采用平衡液等温吸附法和NH4OAC、EDTA溶液解吸法,研究土壤组分(有机质、游离氧化铁)对微团聚体吸附解吸Cd2+的影响.结果表明:去除土壤组分前后,原土及各粒径微团聚体对Cd2+的吸附量均随Cd2+初始浓度增大而增大,吸附量均按以下次序递减:(＜0.002 mm)＞2～0.25 mm＞原土＞0.053～0.002 mm＞0.25～0.053 mm,与有机质、游离氧化铁、CEC呈极显著正相关.吸附减少量大小关系为:去除有机质＞去除游离氧化铁,有机质的贡献率大于游离氧化铁.Freundlich方程拟合效果最佳,达到极显著水平,分布系数Kd值与Cd2+初始浓度呈曲线负相关.NH4OAC解吸率随原吸附Cd2+初始浓度增大而增大,以最大解吸率计,递减规律为:0.25～0.053 mm＞0.053～0.002mm＞原土＞2～0.25 mm＞(＜0.002mm);EDTA解吸率随原吸附Cd2+初始浓度增大而减小,递减规律与NH4OAC解吸率相反.去除土壤组分后,NH4OAC解吸率上升,EDTA解吸率下降,茶园与旱地黄壤非解吸率减小,林地与水田黄壤非解吸率增大.去除土壤组分后,非专性吸附与吸附总量呈极显著正相关,专性吸附与吸附总量呈极显著负相关.     

不同母质发育水稻土对Cd、Pb吸附解吸特性及其影响因子分析

为了解Cd、Pb在土壤中迁移转化规律,探明不同水稻土对Cd、Pb吸附解吸的影响,以红壤、紫色土母质发育的水稻土为对象,研究Cd、Pb在两种土壤中的吸附解吸行为,分析红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+吸附解吸特性及其与土壤理化性质的关系。结果表明,两种土壤对Cd2+的吸附用Langmuir、Freimdlich模型均有较好拟合,相关系数在0.95以上;而Pb2+的吸附则用Freimdlich模型拟合较好,相关系数在0.99以上。随着溶液中Cd2+、Pb2+含量的增大,红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量增大;解吸量亦随吸附量的增加而增加。红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的最大吸附量分别为2871.34 mg/kg和4353.69 mg/kg,10914.65 mg/kg和14249.07 mg/kg;最大解吸率分别达到3.12%和2.43%,1.02%和0.33%。紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量大于红壤,解吸率低于红壤;同等浓度下,红壤、紫色土对Pb2+的吸附量高于Cd2+。研究表明土壤粘粒、有机质、CEC含量是影响红壤、紫色土吸附解吸差异的主要因素。     

草酸对不同土壤中Cd Zn吸附及其交互作用影响的初步研究

研究了草酸对Cd2+、Zn2+单一及复合条件下在陕西塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并探讨了草酸的影响机制。结果表明,除在低Zn2+平衡浓度下,5种土壤中草酸促进了Zn2+的吸附外,总体上在Cd2+、Zn2+单一处理及其复合处理中,草酸降低了土壤对Cd2+、Zn2+的吸附。草酸既没有改变塿土、黑垆土吸附能力最强、砂土吸附能力最弱的结果,也没有改变Cd2+、Zn2+之间的相互拮抗作用。草酸对Cd2+、Zn2+吸附的影响机制主要在于其与Cd2+、Zn2+形成络合物。草酸主要通过降低电性引力的方式减弱土壤对Cd2+的吸附能力,而对于Zn2+,在低平衡浓度下,草酸对Zn2+吸附的促进作用来源于在土壤氧化物矿物表面形成少量的三元表面络合物的桥键合效应,在高平衡浓度下,对Zn2+吸附的抑制作用来源于草酸对土壤有机质化学吸附点位的竞争。对Cd2+、Zn2+吸附起决定作用的依然是土壤本身性质。     

两性-非离子表面修饰剂复配修饰土娄土吸附Cd~(2+)的动力学

【目的】研究两性表面修饰剂和非离子表面修饰剂复配修饰土娄土对重金属Cd2+的吸附动力学特征,为两性-非离子表面修饰剂复配修饰土娄土对重金属Cd2+的吸附特征和机制的研究提供理论依据。【方法】以原土,即未修饰土娄土(CK)为对照,以十二烷基二甲基甜菜碱(BS)作为两性表面修饰剂,辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP)作为非离子表面修饰剂,采用批处理方法,研究20,40℃时,BS单一修饰和不同比例BS与OP复配修饰土娄土对Cd2+的吸附动力学。【结果】在20和40℃,BS-OP复配修饰土娄土吸附Cd2+的快速吸附阶段平均速度(Vf)分别表现为100%BS50%BS≈50%BS+50%OP100%BS+100%OP≈100%BS+50%OPCK50%BS+100%OP;100%BS100%BS+50%OP100%BS+100%OP50%BS50%BS+50%OP≈50%BS+100%OPCK。BS修饰比例相同时,修饰土娄土的Vf总体上随着OP修饰比例增大而下降;OP修饰比例相同时,随着BS修饰比例的增加,修饰土娄土的Vf均增大。【结论】在两性-非离子表面修饰剂复配修饰土娄土对Cd2+的吸附过程中,BS起促进作用,OP起抑制作用,描述修饰土娄土吸附Cd2+的较佳模型是双常数动力学模型。     

蘖肥运筹对水稻镉吸收的影响

为初步探究蘖肥施用时间对水稻Cd(镉)吸收的影响及其机制,以不施氮肥(F1)处理为对照,并设置1个氮肥均作基肥处理(F5),研究蘖肥施用时间[移栽后7 d(F2)、14 d(F3)和21 d(F4)]对水稻品种株两优819、陆两优996 Cd含量、Cd的亚细胞分布以及铁锰氧化物膜形成量的影响。结果表明,与对照相比,施用蘖肥总体能显著降低水稻分蘖期以及成熟期各部位Cd含量;与F5处理相比,施用蘖肥总体上可降低成熟期各部位Cd含量,就糙米而言,施用蘖肥处理Cd含量分别较F1和F5处理降低25%～46%和7%～33%,F3、F4处理降低Cd含量效果较好;水稻产量以F3处理最高,F2、F4处理也较高,三者间差异不显著。从根表铁锰氧化物膜形成量来看,与F1和F5处理相比,施用蘖肥总体上能明显增加水稻根表铁锰氧化物膜形成量,同时也提高了根表铁锰氧化物膜表面吸附的Cd含量,且2个品种均以F3、F4处理较高;铁锰氧化物膜形成量的增加使得分蘖期进入水稻各亚细胞组分的Cd含量均较F1处理明显降低。综合考虑,水稻生产中应根据品种特性,于移栽后14～21 d施用分蘖肥,以达到降低糙米Cd含量、提高水稻产量的目的。     

长链两性修饰土对Cd2+的吸附动力学

以两性表面修饰剂十八烷基二甲基甜菜碱(Bs-18)修饰的(土妻)土土样为研究对象,在Cd2+单一条件和与苯酚共存的复合条件下,通过不同的速度参数研究了修饰土样对Cd2+的吸附动力学特征,并对吸附机制进行探讨.结果显示.在20℃和40℃温度下单一、复合两种处理的条件下,不同修饰比例BS-18修饰土样的各速度参数均大于未修饰土样,且总体上均随着修饰比例的增加而增大,表明修饰可以显著加快填土土样对Cd2+的吸附速度;吸附反应分为快速反应和慢速反应2个阶段,总反应平均速度Vt由快速吸附反应速度Vf和慢速吸附反应速度Vs共同决定;温度升高,单一处理Cd2+的总反应平均速度基本不变,复合处理则下降;加入苯酚可以加快Cd2+的总反应平均速度,40℃时则表现为抑制效应.cd2+吸附速度的描述以双常数方程动力学模型为最佳模型,模型参数A、B值可以用来描述吸附速度的大小.     

厌氧环境下黏土矿物结构Fe（Ⅲ）还原对Cd（Ⅱ）固持特性的影响

黏土矿物结构Fe（Ⅲ）是土壤铁元素主要赋存形态之一,稻田淹水环境下矿物结构Fe（Ⅲ）易发生还原反应,改变矿物晶体微结构和表面化学性质,为研究这种变化对矿物固持Cd（Ⅱ）特性的影响,以合成含铁黏土矿物绿脱石为研究对象,通过化学还原,探讨了厌氧条件下绿脱石结构态Fe（Ⅲ）还原对Cd（Ⅱ）吸附性能的影响及作用机制。结果表明：合成绿脱石中总铁含量为31.3%,结构态Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的含量占总铁的98.6%。还原处理后,矿物结构中Fe（Ⅱ）含量由还原前的3.9%显著提高至67.4%。XRD、SEM、BET和XPS分析表明,还原后绿脱石矿物层间距增大,分散程度更高,比表面积由151.6 m²·g^-1增加至184.0 m²·g^-1,矿物表面的羟基基团数量增加。结构Fe（Ⅲ）还原降低了矿物对Cd（Ⅱ）的吸附和固持性能,Langmuir模型拟合还原后矿物对Cd（Ⅱ）的最大吸附量为23.5 mg·g^-1,明显低于还原前矿物对Cd（Ⅱ）的吸附量（33.4 mg·g^-1）。还原前后矿物对Cd（Ⅱ）的吸附性能均随着离子强度增大而降低,但还原矿物吸附Cd（Ⅱ）的降幅明显低于未还原矿物。黏土矿物结构Fe（Ⅲ）还原后吸附Cd（Ⅱ）的性能降低主要是由于还原过程中结构Fe（Ⅱ）迁移进入层间,抑制了吸附过程中Cd（Ⅱ）进入矿物层间。研究表明,厌氧环境中黏土矿物结构Fe（Ⅲ）显著降低了矿物对Cd（Ⅱ）的固持特性。     

Zn对水稻吸收转运Cd的影响

通过探究锌(Zn)对水稻吸收、积累镉(Cd)的影响,为揭示水稻体内Zn、Cd互作机制提供理论依据。通过水培实验,研究Cd胁迫下施加Zn对水稻生物量、Cd含量、Cd积累量、根表铁膜成分、细胞壁组分及吸附解析动力学特征的影响。结果表明:与单Cd处理相比,Cd+Zn处理地上部生物量显著下降;根及地上部Cd含量、积累量显著提高;根表铁膜中Fe含量及Cd含量分别提高18.70%和29.99%;比较单Cd与Cd+Zn的细胞壁组分发现,Zn显著降低了水稻根细胞壁中的果胶及半纤维素1(HCl)成分,导致Cd+Zn处理细胞壁吸附能力下降而解吸能力增强。研究表明,Zn促进Cd在根表铁膜中Cd积累量,降低细胞壁的阻隔作用,进而促进水稻对Cd的吸收及转运。     

典型黄壤和石灰土对Cd的吸附解吸特性

为评估Cd在不同土壤中的迁移能力及环境风险,分析了贵州省地带性黄壤和石灰土对重金属Cd的吸附解吸特性。结果表明:在试验浓度范围内,Cd在黄壤和石灰土中的吸附量均随着加入Cd浓度的增加而增加,吸附率逐渐下降。当初始溶液中Cd的浓度达310mg/L时,石灰土与黄壤中吸附的Cd含量达2 626mg/kg和1 507mg/kg,对Cd的吸附率分别为84.74%和48.64%。Freundlich和Henry方程均可以用来拟合Cd2+在2种土壤中的等温吸附过程,Langmuir和Temkin方程则不适合用来描述,Freundlich的拟合效果最好。在试验浓度范围内,Cd在黄壤和石灰土中的解吸量均随着加入Cd浓度的增加而增加,解吸率逐渐升高最终趋于稳定,黄壤对Cd的解吸率稳定在25%~30%,石灰土对Cd的解吸率稳定在6%~7%。Cd在酸性黄壤中的吸附能力较石灰土弱,解吸性能较石灰土强,环境风险较高。     

不同体系中不同土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附能力的比较

用等比例和不等比例2种方式比较了长江三角洲和珠江三角洲地区4种水稻土和1种红壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的单一吸附和竞争吸附情况。结果表明,在不等比例下(Cu∶Pb∶Cd=10∶10∶1),无论是在单一体系还是在竞争条件下,4种水稻土对Pb(Ⅱ)的吸附量均大于其对Cu(Ⅱ)的。在等比例下(Cu∶Pb∶Cd=1∶1∶1)水稻土对3种重金属的亲和力的相对大小为:Pb>Cu>Cd。在红壤体系中,低pH(pH4.2)时土壤对3种重金属离子的吸附亲和力的大小顺序与水稻土相同,但在较高pH时(pH5.2)其顺序为Cu>Pb>Cd。这一变化与红壤对Cu的吸附量随pH的增加幅度大于对Pb的有关。竞争条件下土壤对重金属离子的吸附量均比单一体系中的低,在等比例竞争条件下土壤对Cu和Pb的吸附量的减小幅度比不等比例条件下更大。红壤在pH4.2时对3种重金属离子的吸附量比水稻土中的低得多,但在pH5.2时红壤对重金属离子吸附量的增幅又比水稻土中的大得多。表明土壤无机矿物在重金属吸附中起主导作用,土壤的粘土矿物组成和CEC的大小对重金属吸附有重要影响。     

土壤pH、有机质和含水氧化物对镉、铅竞争吸附的影响

采用一次平衡法（振荡16h）研究了土壤pH值、有机质和含水氧化物（以晶质氧化铁和非晶质氧化铁为代表）对Cd^2＋、Pb^2＋在水稻土上竞争吸附的影响。结果表明,pH值是影响土壤吸附Cd^2＋、Pb^2＋的主要因素,土壤对金属离子Cd^2＋、Pb^2＋的吸附量随pH值的增大而增加。土壤pH值为5．0和6．5时,对Cd^2＋、Pb^2＋的吸附量分别达到最大。当土壤去除有机质后,土壤对Cd^2＋、Pb^2＋的吸附均降低,与对照相比,分配系数Kd,cd、Kd,pb西分别下降54％～64％和36％-52％;土壤去除非晶质氧化铁后,Kd,cd、Kd,pb与对照相比分别下降32％～45％和15％～33％。有机质和非晶质氧化铁对Cd^2＋、Pb^2＋的选择性为：Pb^2＋〉Cd^2＋.当土壤晶质氧化铁和非晶质氧化铁均去除后．土壤吸附Cd^2＋、Pb^2＋不但未降低,反而有不同程度的增加,Kd,cd、Kd,pb西明显高于对照。     

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.     

冶炼厂区镉污染土壤中镉的形态分配及其影响因素

对湖北省大冶有色金属公司铜冶炼厂附近３４个不同污染程度的酸性和石灰性土壤中Ｃｄ的形态分配规律，及其影响因素进行研究。结果表明，污染土壤中Ｃｄ中的活性很高，无论是酸性土壤，还是石灰性土壤，均以Ｅｘｃｈ－Ｃｄ含量为最高。不同类型土壤中Ｃｄ形态分配规律分别为，酸性土壤：Ｅｓｃｈ－＞ＳＢＯ－＞ＷＢＯ－＞ＯｘＭｎ－；而在石灰性土壤中，则为：Ｅｘｃｈ－＞Ｃａｒｂ－＞ＷＢＯ－＞ＯｘＭｎ－。但由于碳酸钙对Ｃｄ的直接吸持和有机质对Ｃｄ吸持的增加，使Ｅｘｃｈ－分配系数明显低于酸性土壤。土壤各组分对Ｃｄ的亲和能力不同，其中以氧化锰组分对Ｃｄ的亲和能力最强，其次是碳酸钙和有机质。土壤中Ｃｄ的形态分配受一些土壤基本性状的制约，Ｅｘｃｈ－Ｃｄ的分配系数与土壤ｐＨ，氧化锰和粘粒含量密切相关；ＳＢＯ－Ｃｄ的分配系数则主要受土壤中氧化物含量和存在形态的影响。     

土壤Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附解吸特征及差异分析

[目的]为了阐明重金属在不同类型土壤中的分布和迁移规律。[方法]用室内模拟法研究了农田、草地和林地不同类型土壤对Cu2+和Cd2+的吸附-解吸特征及差异。[结果]农田、草地和林地土壤对Cu2+的最大缓冲容量分别为833.332、71.43和500,对Cd2+的最大缓冲容量分别为75、12.5和21.43。对Cu2+的解吸率分别为8.25%、7.11%和5.06%,对Cd2+的解吸率分别为13.34%、13.66%和13.16%。[结论]土壤对Cu2+和Cd2+的吸附量随平衡液中离子浓度的增加而增加;农田土壤的饱和吸附量、吸附作用力、最大缓冲容量和吸附速率最大,但解吸率各类型土壤间差异不大;Cu2+比Cd2+更容易被土壤吸附,这与其本身化学性质有关;农田土壤吸附Cu2+和Cd2+能力比草地和林地土壤强,这与农田土壤的pH值、有机质、CEC和黏粒含量均高有关。     

红壤,黄棕壤吸附磷酸根后对Cu^2＋次级吸附动力学

用流动法研究黄棕壤、红壤吸附磷酸根后对Ｃｕ＾２＋次级吸附的动力学。结果表明Ｃｕ＾２＋的次级吸附可用一级速率方程描述。黄棕壤吸附磷酸根后对Ｃｕ＾２＋吸附反应的速率下降；红壤吸附磷酸根后对Ｃｕ＾２＋吸附的快反应速率下降，而慢反应速率增加。升高Ｃｕ＾２＋浓度可能造成吸附反应机理的改变。竞争性阳离子Ｃｄ＾２＋和Ｚｎ＾２＋的存在降低了Ｃｕ＾２＋次级吸附反应速率。升高温度，Ｃｕ＾２＋次级吸附反应速率增加。土壤     

紫色土可溶性有机碳的吸附-解吸特征

选择代表性的酸性、中性和石灰性紫色土为实验材料,采用平衡吸附和动力学吸附法研究了紫色土对可溶性有机碳(DOC)的吸附-解吸特征,分析了土壤理化性质与DOC吸附量之间的关系.结果表明,紫色土对DOC的吸附容量呈以下顺序:酸性紫色土＞中性紫色土＞石灰性紫色土.石灰性紫色土对DOC的解吸率明显高于酸性、中性紫色土,其迁移淋失问题值得重视.紫色土对DOC的吸附过程包括快速吸附和慢速吸附2个阶段,0～0.5 h内吸附速率最大,随后吸附速率逐渐减小,4～6 h内基本达到吸附平衡.土壤pH值、有机质、粘粒和活性铁铝氧化物含量是影响土壤DOC吸附量与解吸率的重要因素.通径分析表明,土壤理化性质对DOC吸附量的直接作用系数大小顺序为活性铝含量＞土壤pH值＞有机质,对DOC解吸率的直接作用系数大小顺序为活性铁含量＞粘粒＞有机质.多元线性回归模型能较好地预测土壤对DOC的吸附及解吸的变化.     

水稻土发生分类的研究 Ⅱ.两种水型水稻土中有机质淋溶累积的特点及其与铁锰淋淀的关系

水耕条件促进了胡敏酸的累积和富虽酸的淋溶,使水稻土中耕层的H/F比值随发育度的提高而增大;有机质和腐殖质的含量与活性铁含量,铁水合系数及活化度呈显著或极显著的正相关,与晶胶率和晶化度呈显著或极显著的负相关。但是,与全锰.游离锰和活性锰含量的相关性未达到显著水准;耕层的H/F比值不宜作为水稻土亚类划分的指标,而只宜在土属等基层分类单元划分中应用。     

福建红壤性水稻土钾素的Q/I特性

测定了福建省黑云母花岗岩,凝灰岩、玄武岩和石英闪长岩母质发育的3种水型红壤性水稻土及起源土壤的钾素 Q/I 曲线,获得钾位缓冲容量 PBC~K,速效钾含量-△K,钾离子平衡活度比 AR_c~k 和钾位 pK-1/2 P(Ca+Mg)等热力学参数.结果表明:(2)不同水型水稻土PBC~K,潴育型>潜育型>渗育型>超源土壤.主要受水稻土形成发育过程中土壤胶体表面性质的综合影响.(2)不同母质红壤性水稻土 PBC~K,渗育型系列玄武岩者>黑云母花岗岩者>凝灰岩者>石英闪长岩者,潴育型系列玄武岩者>凝灰岩者>石英闪长者者>黑云母花岗岩者,主要受到腐殖质、粘粒和游离氧化铁含量的影响.(3)黑云母花岗岩母质水稻土的现实速效钾最大,玄武岩母质者最小;但在 AR_c~k 一致的条件下则机反.(4)钾位和 AR_c~k 的分析与上述结果一致.     

风干和冻干对稻田土壤镉形态分析的影响

稻田土壤样品自然风干和冷冻干燥处理,是目前稻田土壤中镉形态分析过程中广泛采用的两种前处理方法,然而,风干和冻干处理对不同施肥稻田土壤镉形态分析的影响规律及机制的影响尚不明确。本研究以长期不同施肥稻田土壤为研究对象,通过对比自然风干和冷冻干燥稻田土壤样品,探讨了两种干燥方式对稻田土壤镉形态变化和化学提取有效镉含量的影响规律及机制。结果表明:不同施肥稻田土壤冷冻干燥样品中化学提取有效态镉含量均明显低于自然风干样品,长期施用化肥和高量有机肥稻田土壤有效态镉提取量差异分别达到56.5%~69.2%和50.8%~66.3%;而长期施用常量有机肥的稻田土壤有效态镉提取量差异为16.9%~22.3%。与自然风干样品相比,冷冻干燥处理的长期施用化肥和高量有机肥稻田土壤可交换态、有机结合态和铁锰氧化物结合态镉含量变化明显,而长期施用常量有机肥稻田土壤中可交换态和碳酸盐结合态镉含量变化较明显。两种干燥方式下土壤颗粒大小分布差异对土壤有效态镉提取影响较小。相关分析表明,风干和冻干过程中土壤pH、有机质、交换态铁和水铁矿性质变化对有效态镉提取的影响较大。干燥方式可显著影响长期不同施肥稻田土壤镉的形态及化学提取有效态镉的数量,在分析稻田土壤有效态镉含量时应注意干燥方式对不同土壤和提取剂提取效果的影响。