除草剂咪草烟在土壤上吸附-脱附过程及作用机理

本文研究了咪唑啉酮类除草剂咪草烟在不同土壤固－液相间的分配及与土壤组分作用的定量相关性。结论指出：咪草烟在土壤固－液相的分配主要受土壤粘粒,有机质及土壤ｐＨ的影响。它们在土壤上的吸附－脱除均可用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程描述;通过运用红外及Ｘ－衍射技术,从分子水平研究了咪草烟与蒙脱石的作用机理,发现咪草烟与蒙脱的作用不仅发生在表面,而且咪草烟还能进入蒙脱石内层与其层间阳离子形成配合物。     

土壤离子吸附：3.离子吸附的动力学

介绍了土壤离子吸附研究的一次平衡法，混合置换技术和压跳法，论述了主要动力学方程的适用条件及其在离子吸附方面的应用。     

离子专性吸附对可变电荷土壤的动电学性质的影响

Studies were carried out by using electrophoretic method on the effects of the specific adsorption of the anions,such as SO4^2-,PO4^3-,and F^- ions,the cations,such as Ca^2 ,Mn^2 ,Zn^2 ,and Cu^2 ,ions,and the anions and cations coexisting,such as Zn^2 and SO4^2= ions,on electrokinetic properties of the red soils as typical variable charge soils in China concerning variation in the specific ion species and concentrations,with an emphasis on the interaction between soil colloid surfaces and the ions in soil solutions.The results showed that the adsorption of specific ions led to a very pronounced decrease in zeta potentials of the soil colloids and a shift of the IEPs to lower values for specific anions,and an obvious increase in zeta potentials of the soil colloids and a shift of the IEPs to higher values for specific cations.Under circumstances of the specific anions and cations coexisting,for instance,Zn^2 and SO4^2- ions,the zeta potentials changed with values higher than the value for SO4^2- alone and lower than that for Zn^2 alone,and the IEP was between that for Zn^2 and that for SO4^2-.The adsorption of Zn^2 and Cu^2 ions resulted in a reversal of the zeta potentials,and appearance of two IEPs for Zn^2 and no IEP for Cu^2 ,exhibiting interesting special effects of these kinds of metal ions.The higher the concentrations of the ions,the greater the change of the electrokinetic properties.     

硼的吸附-解吸对土壤表面性质的影响

对三种不同类型土壤———棕红壤、黄棕壤、灰潮土在特定条件下的电荷零点(PZC) :ck—PZC(无硼 )、ads—PZC(硼吸附 )和des—PZC(硼解吸 )的研究发现 ,棕红壤和黄棕壤的ads—PZC与其ck—PZC相比 ,都有较为明显的下降。灰潮土 ,由于本身碳酸盐的缓冲作用 ,其ads—PZC与ck—PZC几乎相等。在硼吸附发生后 ,3种供试土壤的des—PZC较之它们的ads—PZC ,改变甚小 ,但这时灰潮土却保持强劲吸附电位离子的趋势 ,其吸附H 离子数量是棕红壤和黄棕壤的 2倍 ,表明在灰潮土上 ,原先被土壤胶体吸附的硼这时才显示利于电位离子的吸附。研究还表明 ,硼在酸性土壤中的吸附会引起 1 0倍量的质子的吸附     

土壤离子吸附：I.离子吸附的类型及研究方法

阐述了土壤离子专性吸附和非专性吸附的特点，介绍了离子吸附的热力学，仪器学和等瘟线研究方法以及常见等温线的模型及其应用。     

污染土壤中硝基苯热脱附研究

以南京黄棕壤和江西红壤为实验土样,通过实验室批量热脱附试验,研究了热脱附温度、热脱附时间、土壤含水率、初始浓度以及土壤类型等对污染土壤中硝基苯热脱附效率的影响。结果表明,当土壤含水率2%,硝基苯初始浓度165.54 mg/kg,脱附温度300℃,脱附时间30 min时,硝基苯的热脱附效率为85.88%,处理后土壤中硝基苯残留浓度为23.37 mg/kg,远低于展览会用地土壤环境质量评价标准（HJ350-2007）（暂行）中的B级标准限值（100 mg/kg）。土壤含水率过高和过低都不利于硝基苯的脱附,当含水率为15% 时,达到了最佳的热脱附效果。硝基苯初始浓度对其脱附效率有较大的影响,随初始浓度的增加,硝基苯脱附效率呈现增大的趋势。而土壤类型对硝基苯热脱附效率的影响较小,在实际修复过程中可以忽略。研究结果可为热脱附法修复硝基苯污染土壤的实际应用提供科学依据。     

土壤对养分离子吸附特性初步研究

针对土壤本身对养分离子具有吸附固定特性降低了养分的有效性,运用土壤养分状况系统研究法通过吸附试验研究新疆两种土壤对养分离子的吸附固定能力。研究结果表明:棕漠土对P、Zn、Cu的吸附固定能力比潮土强,两种土壤对K、B和Mn吸附固定差异不显著,棕漠土的养分限制因子是N>P>Mn>B,潮土的养分限制因子是N>Mn>P>K,因此施肥时考虑到土壤对养分离子的吸附固定能力确定合理的施肥量。     

土壤对铜离子的专性吸附及其特征的研究

供试土壤专性吸附铜的等温线均符合Langmuir方程。红壤吸附量最低,砖红腹与黄泥土最大吸附量相近,但在铜浓度低时砖红壤吸铜量远低于黄泥土,而在高浓度则反之。土壤专性吸附铜是在溶液中Na⁺浓度比Cu²⁺高8.3—100倍条件下,Na⁺离子仍不足以与之竞争的那些专性吸附点所吸持的铜。按其解吸条件区分为松结合铜(可为N NH₄Cl解吸)和紧结合铜(仅能为0.1 N HCl解吸)两种。紧结合铜受平衡溶液铜浓度影响很小,所占据的吸附点对Cu²⁺有较强亲和力。松结合铜则随平衡铜溶液浓度增大而增加,符合Langmuir方程。对于砖红壤和黄泥土,在铜浓度低时紧结合铜>松结合铜;浓度高时则反之。红壤专性吸附铜始终以松结合铜为主。三种土壤比较,紧结合铜是砖红壤>黄泥土>红壤;松结合铜则是黄泥土>砖红壤>红壤。造成这些差别的原因可能与土壤性质、氧化物、有机质和粘土矿物组成等不同有关。用平衡法研究三种土壤专性吸附铜在不同浓度NH₄Cl和HCl溶液中的解吸表明,可进一步区分为三或四种不同的结合状况。红壤对铜吸附容量最小,且最易解吸。     

PAHs污染土壤热脱附过程关键影响因素及脱附动力学研究

土壤多环芳烃(PAHs)污染已严重威胁生态环境安全和人类生命健康。通过异位热脱附试验探究了PAHs初始浓度、土壤含水率和土壤粒径对脱附效率的影响,并采用一级、二级动力学和指数衰减模型对PAHs热脱附过程进行拟合,以探究土壤中PAHs热脱附的去除机制。结果表明,在同等条件下,随着PAHs初始浓度的增加,脱附效率随之升高,且在热脱附20～40 min时提高初始浓度可明显提高PAHs的去除率。土壤含水率对于PAHs不同组分的作用具有一定的差异性,当土壤含水率为16%,萘(Nap)、菲(Phe)和蒽(Ant)达到最佳去除率,而荧蒽(Fla)和芘(Pyr)最大去除率对应的土壤含水率为13%。在相同脱附条件下,土壤粒径越小,土壤中PAHs的去除率越高。研究发现指数衰减模型对PAHs各组分的脱附过程具有更好的拟合效果。土壤中PAHs热脱附主要分为两个阶段:(1)PAHs受到土壤中水的蒸发作用从土壤颗粒表面快速蒸发;(2)PAHs的蒸发速率受到土壤孔隙内部扩散的限制,以非常缓慢的速度从土壤中脱除。     

不同离子强度下SiO_2胶体对磺胺嘧啶土壤吸附迁移行为的影响

通过室内批实验和土柱出流实验,以二氧化硅胶体作为外源胶体,定量分析了改变离子强度时胶体对磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SDZ)在土壤中吸附、迁移行为的影响。批实验结果表明,离子强度为0.001、0.003 mol L-1时胶体的加入能够抑制SDZ的吸附,而0.005、0.010 mol L-1时胶体的加入对SDZ吸附的影响与SDZ初始浓度有关。Freundlich模型能较好地拟合SDZ在土壤中的吸附情况,R2在0.958~0.997范围内。土柱实验结果表明,不加胶体时,高离子强度会促进SDZ在土壤中的迁移,SDZ在土柱中出流早,相对浓度峰值高且持续时间长;加胶体时,高离子强度下胶体出流量小,抑制SDZ在土壤中的迁移,SDZ的相对浓度峰值降低且更难洗脱,而低离子强度时胶体全部或部分出流,促进SDZ的迁移,SDZ出流早且相对浓度峰值高。总之,吸附迁移实验表明,低离子强度时,胶体的加入促进了SDZ的迁移抑制SDZ的吸附,高离子强度时则相反。该结果有助于全面理解土壤中磺胺类抗生素的运移,指导磺胺类抗生素的风险评估及防治。     

生物质炭对磺胺类抗生素在坡耕地紫色土中吸附-解吸及淋溶过程的影响

吸附-解吸是影响抗生素类污染物在土壤中迁移转化及生物有效性的重要过程,本文以川中丘陵区坡耕地紫色土为研究对象,通过批量平衡实验和柱实验研究生物炭施用（投加量0(B0)、39.75 (B1)t/hm2和198.75 (B2) t/hm2）及田间老化作用（夏季干湿交替）对三种典型磺胺类抗生素（磺胺嘧啶（SD）、磺胺二甲基嘧啶（SM2）及磺胺甲恶唑（SMZ））在紫色土中的吸附-解吸和淋溶行为的影响。结果表明：在几种处理中,三种磺胺类抗生素吸附强弱的顺序都表现为SD>SMZ>SM2;与B0处理相比,添加生物炭能增加土壤对三种抗生素的吸附能力,其中SM2的吸附显著增加（P<0.05）,但这种促进作用在经过老化过程后有所减弱。在解吸过程中,三种抗生素的Freundlich常数Kf大小顺序为SD>SMZ>SM2,表明SD在土壤中吸附容量最大且不易解吸,其次是SMZ和SM2;相应的迟滞系数H大小顺序为SD相似文献   

草甸白浆土水解酶活性和动力学特性对保护性耕作方式的响应

在田间试验条件下,以传统耕作(CT)为对照,研究了免耕(NT)和少耕(RT)对黑龙江省八五三农场草甸白浆土土壤与碳、氮、磷、硫元素转化相关的九种水解酶(α—葡糖苷酶、β—葡糖苷酶、α—半乳糖苷酶、β半乳糖苷酶活性脲酶、蛋白酶、磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和芳基硫酸醅酶)的影响,同时研究了保护性耕作对土壤脲酶、磷酸单酯酶、磷酸二酯酶、芳基硫酸酯酶及β—葡糖苷酶动力学特性的影响。结果表明,保护性耕作(RT,NT)降低土壤pH值,提高土壤养分(有效氮:42.0%,21.6%;总碳:26.6%,12.2%;总氮:16.6%,15.8%)含量,提高了土壤α—半乳糖苷酶、β—半乳糖苷酶和α—葡糖苷酶、蛋白酶活性活性,但脲酶活性却降低,参与土壤磷素及硫素转化的磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和芳基硫酸酯酶活性差异不显著,传统耕作处理(CT)与免耕(NT)处理土壤中芳基硫酸酯酶活性著高于少耕(MT)处理。土壤水解酶动力学参数对耕作方式的反应与表观活性对耕作方式的反应不一致,草甸白浆土短期(三年)保护性耕作已经体现了一定程度的土壤改良效果。     

柠檬籽粒中柠檬苦素离子液体双水相提取体系的优化与抗氧化活性分析

为更好地开发和利用柠檬籽粒中的功能性成分柠檬苦素,本试验研究了离子液体双水相对柠檬苦素提取的最优体系,并通过响应面分析法对最优体系的提取工艺进行了优化。结果表明,1.50 mol·L^-1[TMG][Cl]/1.35 mol·L^-1 NaH₂PO₄离子液体双水相萃取体系中柠檬苦素的提取量最高,萃取率达97.59%;响应面优化试验得出最优工艺参数:提取时间90.74 min、乙醇浓度59.40%、提取温度74.22℃、液料比18.08∶1条件下,预测柠檬苦素最大提取量为12.126 mg·g^-1FW,校正工艺下柠檬苦素实际提取量为12.381 mg·g^-1 FW,方差分析显示两数值差异不显著,表明有关柠檬苦素提取量的四元二次方程模型预测准确度高。此外,柠檬苦素可有效清除活性氧自由基并抑制不饱和脂肪酸的过氧化,具有较强的抗氧化活性。本研究结果为柠檬资源的充分开发和实际应用提供了理论基础。     

利用时域反射仪测定饱和砂土中非水相液体

利用时域反射技术,以饱和砂土和菜籽油、机油为研究对象,室内模拟研究了非水相液体(NAPLs,nonaqueous phase liquids)污染土壤的介电常数和电导率的变化规律,确定了饱和砂土中NAPLs含量的预测模型。研究表明:1饱和砂土中体积含油量在0~0.05 cm~3/cm~3时,土壤介电常数并无显著变化;随着NAPLs体积含量的进一步增加,介电常数呈线性减小趋势;土壤体积质量和NAPLs类型对相同饱和度的土壤介电常数未产生影响。2饱和土壤的电导率与NAPLs含量存在良好的线性负相关关系(R2=0.96);土壤体积质量对相同饱和度的土壤电导率未产生影响。3混合介电模型(a=0.5)高估了饱和砂土中NAPLs含量,平均RMSE为0.038 cm~3/cm~3;参数a调整为0.52后,混合介电模型提高了预测精度,比原混合介电模型(a=0.5)预测精度可以提高23.2%。本研究结果表明可利用时域反射技术监测污染土壤的介电常数与电导率并测定饱和土壤中NAPLs的含量。     

Zinc Sorption in Sandy Soils from Central Vietnam as a Function of Soil Characteristics

Zinc (Zn) sorption curves were established for 11 cultivated sandy soils from central Vietnam. Soil samples (10 g) were equilibrated with 5 mM calcium chloride (CaCl₂) solutions (50 mL) at five zinc chloride (ZnCl₂) concentrations (0 to 80 mg Zn L^–1). The experimental sorption data were fitted with the Freundlich equation. The amounts of Zn sorbed by soil (Q_Zn) at different Zn concentrations in the equilibrium solution (C_Zn) were closely related to cation exchange capacity (CEC) and pH, that is, to the available exchange sites at given pH values. More specifically, an excellent correlation was found between Zn sorption and exchangeable calcium (Ca_ex), which evidently also depends on CEC and pH. A unique equation was proposed to predict Q_Zn from C_Zn and Ca_ex in the range of Zn loading covered in our research, that is, from traces to Q_Zn ≈ 60 mg Zn kg^–1.     

离子界面反应对土壤孔隙状况的影响机制

[目的] 分析不同价态离子对土壤颗粒表面电荷性质、颗粒间净作用力的变化规律,阐明离子界面颗粒的相互作用对孔隙状况的影响机制。[方法] 利用工业CT扫描技术,对不同价态离子条件下的土壤孔隙状况进行测定,并分析了其形成的土壤孔隙特征差异。[结果] ①Mg²⁺体系下土体中孔隙数量远大于Na⁺体系孔隙数量,为其1.43倍,其中,＞1 mm孔隙数量分别占1.43%,1.06%。②Mg²⁺,Na⁺体系土体中＞1 mm土壤孔隙体积占所有孔隙体积比例分别为50.4%,40.2%;而且,Mg²⁺体系下土体中＞1 mm土壤孔隙体积是Na⁺体系的1.42倍,Na⁺,Mg²⁺体系土体中土壤孔隙度分别为2.06%,2.35%。③随着Na⁺,Mg²⁺浓度升高,紫色土的表面电位分别从-391.7 mV降至-96.7 mV,从-167.3 mV降至-67.0 mV。在相同浓度下,紫色土表面电位(绝对值)表现为Na⁺大于Mg²⁺。④随着Na⁺,Mg²⁺浓度的升高,土壤颗粒间净作用力呈减小规律,在同一浓度下,Mg²⁺体系下紫色土颗粒间静电斥力小于Na⁺体系,同时,在Na⁺,Mg²⁺体系下,紫色土胶体颗粒间表现为净引力的临界浓度值分别为0.1 mol/L,0.005 mol/L。[结论] Na⁺,Mg²⁺通过改变紫色土颗粒表面电荷性质,进而引起土壤颗粒间相互作用力发生变化,最终影响土壤的孔隙状况。     

改良剂对旱地红壤水分特征和作物产量的影响

基于野外旱地红壤定位试验,通过在各处理中采取土样测定土壤水分含量,用环刀分层取土测定水分物理性质,并测定作物产量,分析改良剂(生物质炭与过氧化钙)对旱地红壤水分特征和作物产量的影响。结果表明,土壤含水量月动态呈现"双峰型"曲线,11月、12月土壤含水量比较低,且随着时间推移含水量呈上升趋势,2月达到最高;然后缓慢下降,4月后开始缓慢升高,到6月份为第二峰值,6月后又开始缓慢下降。随着土层深度的增加,土壤含水量和土壤容重呈上升趋势,即:0—10cm10—20cm20—40cm40—60cm,而土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量的变化趋势与其相反。单施处理中,随着过氧化钙施入量的增加,土壤含水量呈下降趋势,而随着生物质炭输入量的增加,土壤含水量呈上升趋势;配施处理土壤含水量都高于单施,且以C2Ca1的土壤含水量最高,为16.14%~34.57%。随着改良剂的加入,土壤容重有减小的趋势,各处理从小到大的顺序为C2Ca1C1Ca1C0Ca1C2Ca0C1Ca2C2Ca2C1Ca0C0Ca2CK。各处理土壤饱和持水量、土壤毛管持水量和土壤田间持水量均大于对照(CK),且以C2Ca1为最大,分别为:24.49%~38.81%,22.18%~27.06%,18.87%~22.68%。各处理从大到小的顺序为C2Ca1C1Ca1C2Ca2C1Ca2C2Ca0C0Ca1C1Ca0C0Ca2CK。各处理红薯产量从高到低的顺序为C2Ca2C2Ca1C1Ca2C1Ca1C2Ca0C1Ca0C0Ca2C0Ca1CK,施入生物质炭或过氧化钙都有利于红薯产量的提高,且混施的效果更好。因此,生物质炭与过氧化钙可作为土壤改良剂是培肥土壤的重要措施,能有效减小土壤容重和提高土壤水分含量,并提高作物产量。     

石匣小流域整地措施对土壤剪切性质的影响

为了解坡面整地措施对坡体稳定性的影响和土壤物理性质对土壤抗剪强度的差异性,选取石匣小流域4个标准样地,通过测量多个土壤物理性质指标(土壤容重、土壤含水率、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、紧实度和液限),研究不同坡面整地措施的土壤临界剪切力随深度的变化,以及土壤抗剪切破坏能力的强弱关系和影响因素。结果表明:原状土的临界剪切力随深度的增加而增加;通过库伦公式得出的土壤抗剪强度与土壤临界剪切力的回归方程为σ=0.0123τf+0.6308。土壤物理性质对抗剪强度的影响不同,紧实度、容重与含水率对抗剪强度的影响相对较大。对于不同的坡面整地措施,土壤抗剪切能力强弱顺序为梯田水平条裸地,其中,在水平条上种植针叶树,土壤抗剪切能力优于种植阔叶树。在北京石匣地区,布设坡面整地措施时,需因地制宜地增加田面宽度,并种植针阔混交林以增加土壤抗剪强度。