不同来源腐殖酸对铜吸附量和吸附机制的研究

本研究从三种供试材料:草炭、褐煤和风化煤中提取腐殖酸,采用NH4OAc和EDTA两种解吸剂,研究三种来源腐殖酸对Cu2+的吸附能力和吸附机制。研究结果表明:三种来源腐殖酸对Cu2+的吸附在吸附量上没有明显差异,但吸附机制却并不完全相同。三种来源腐殖酸对Cu2+的吸附均主要通过离子交换和络合(或螯合)作用,其中,草炭和褐煤提取的腐殖酸的离子交换作用显著大于风化煤提取的腐殖酸,而风化煤提取的腐殖酸的络合(或螯合)作用则明显大于草炭和褐煤提取的腐殖酸。     

褐煤腐殖酸对铵的吸附特性研究

研究了铵浓度、处理时间及介质pH对2种褐煤腐殖酸吸附铵的影响及其规律。结果表明,褐煤腐殖酸对铵的吸附等温式可用Freundlich等温曲线描述,其动力学吸附方程用Elovich方程描述最佳。在pH7.04时,介质pH的升高有利于铵的吸附。当pH4.03时,主要以物理吸附为主;当4.03.     

不同处理褐煤腐殖酸对磷吸附特性的研究

采用吸附等温线的试验方法,研究了平衡溶液中磷浓度、反应时间及介质pH对不同处理的2种褐煤腐殖酸吸附磷的影响及其规律性。结果表明:在试验pH范围内,pH的升高减缓了吸附反应进行的速度,对于未经硝酸处理的样品S1,在pH为4.7时,吸附量和分配系数有一最大值,而样品S2,随着pH的升高,吸附量和分配系数一直减小;经硝酸处理后,样品对磷的吸附能力降低,一定条件下其单位吸附量仅为处理前的5.33%。适宜的固液比例可提高2个不同处理供试样品对磷的单位吸附量,其等温吸附规律可用Langmuir方程来加以描述;其吸附动力学用Elovich方程描述最佳。     

不同改土物料对白浆土磷吸附解吸的影响

向白浆土各层次土壤施入不同改土物料,比较不同处理土壤对 P 的吸附解吸情况.结果表明:各土层土壤对 P的吸附量均随着平衡液浓度的增加而增加;不同土层间土壤吸附 P 量大小顺序为淀积层＞混拌层＞白浆层＞黑土层;随着平衡液浓度的增大,P 吸附的增加率递减;施 Ca 加大了土壤对 P 的吸附,其中黑土层增加220.16%,白浆层增加54.50%,淀积层增加 52.36%;而施有机肥减弱了土壤对 P 的吸附,其中黑土层降低70.16%,白浆层降低45.50%,淀积层降低55.27%.Ca 有降低土壤 P 解吸率的趋势,有机肥能大幅度地提高其解吸率.     

腐殖酸对蒙脱石吸附镉离子的影响机理研究

实验研究了腐殖酸存在下重金属元素镉(Cd2 )在蒙脱石表面的吸附过程,对比研究了两种不同腐殖酸对吸附机理的影响。结果表明,重金属离子在蒙脱石表面的吸附作用受介质pH的影响。加入腐殖酸后吸附产生滞后现象,蒙脱石先吸附腐殖酸,之后转变为腐殖酸和蒙脱石共同吸附Cd2 作用,吸附量较单独吸附过程更大。吸附机理与腐殖酸的投加量和投加方式有关。     

长期施肥对白浆土磷吸附与解吸的影响

对白浆土在长期施肥条件下磷的吸附与解吸进行了研究。试验结果表明，供试白浆土磷的等温吸附曲线符合langmuir方程，在低磷浓度下其吸磷能力较强，随着磷浓度的增大，吸磷能力减弱。在不同施肥处理中，CK处理的最大吸附量（Xm）最大，OM处理最小，各处理吸附常数（K）值变化较小，均在0．2左右，而Xm变化较大；不同施肥处理总的解吸趋势是一致的，即解吸量随着浓度的增加而增加，而后逐步趋于平稳。施有机肥的处理土壤吸附磷能力降低，但解吸磷能力增强；长期不施肥土壤固磷能力增强。     

腐殖酸对农田土壤磷素吸附行为的影响研究

土壤有机腐殖酸类物质具有巨大的比表面积和表面活化基团,在土壤污染物和养分的吸附、利用和转化过程中起着重要作用。该研究选取5种中国典型农区土壤,采用增加和减少有机腐殖酸类物质含量的方法,设置不同含量梯度,利用振荡平衡法来定量研究不同腐殖酸含量对磷素吸附特性的影响,并对其利用Freundlich、Langumuir和Temkin方程来进行定量化拟合分析研究,试图定量探讨有机腐殖酸类物质对磷素吸附行为的影响。研究结果表明:Freundlich、Langumuir和Temkin这3种方程均可对磷素吸附特征进行拟合,但拟合相关性以Freundlich最好,对于不同土壤而言,对磷素吸附拟合方程的适应性,以Freundlich方程对黑土和红土最好,塿土和黑垆土次之,潮土最差。加入腐殖酸明显地减少土壤对磷素的吸附量和吸附速率。腐殖酸对于土壤磷素有一定的活化激发作用,无论是增加还是减少腐殖酸时,黑土和红土对磷素的最大吸附量变化比例不是很大,而塿土和黑垆土变化最大,可以减少50%～60%左右,而潮土次之。腐殖酸可作为土壤P素增效剂,改善肥料物理性状,提高其稳定性和有效性,尤其是在黄土高原石灰性土更为有效。     

玉米秸秆水溶性物质对白浆土吸附锌离子的影响

应用平衡吸附法,研究外源玉米秸秆水溶性物质(WSS)对白浆土吸附Zn2+的影响,影响因素主要包括温度(298 K和318 K)、WSS浓度和接触时间(1～1 440 min)。结果表明:(1)不同温度条件影响下,白浆土对Zn2+的吸附热力学曲线主要包括起始的快速升高、中间的吸附平台和继续升高直至平衡3个阶段,经历电性吸附向配位吸附转变,最终促使二者共存。Langmuir方程能较好描述白浆土对Zn2+的吸附特征,升高温度有利于提高白浆土对Zn2+的最大缓冲容量,另外,白浆土对Zn2+的吸附是非自发、吸热且混乱度增加的过程。(2)玉米秸秆WSS的加入可有效抑制白浆土对Zn2+的吸附固定,减少两者的亲和力,降低白浆土对Zn2+的吸附强度,增大Zn2+在土壤溶液中的移动,有利于提高其植物有效性。(3)随玉米秸秆WSS浓度的增大,白浆土对Zn2+的吸附强度逐渐降低,可采用线性方程较好描述。(4)白浆土对Zn2+的动力学吸附主要包括短期快速吸附和长期慢速吸附两个阶段,第一阶段两个处理的吸附率分别达79.51%和96.80%。玉米秸秆WSS的加入可有效提高短期快速吸附阶段白浆土对Zn2+的吸附率,但同时WSS的加入却减少了白浆土对Zn2+的吸附固定。Elovich和双常数方程描述白浆土对Zn2+的吸附有较为明显的优势,WSS的添加扰乱了白浆土对Zn2+的动力学吸附过程。     

不同开垦年限白浆土磷素吸附特征

选取开垦0,1,10,20,30年白浆土为研究对象,采用室内培养方法,以Langmuir方程研究白浆土磷素吸附特征,并分析Langmuir方程特征参数.结果表明:在外源磷浓度为0～50 mg/L时,随平衡液浓度增加,不同开垦年限白浆土磷素吸附量显著增加;不同开垦年限白浆土间磷素吸附量存在明显差异,开垦30年明显低于其他开垦年限,开垦10年显著高于其他开垦年限土壤.长期耕作施肥可显著降低白浆土磷素吸附亲和力常数(k)、最大缓冲容量(MBC)、标准需磷量(SPR).其中又以开垦30年土壤的k、MBC、SPR值最低.施肥对最大吸附量(Xm)的影响不显著.     

秸秆和硫酸铝改良剂对苏打盐碱土吸附腐殖酸性能的影响

为了揭示硫酸铝改良剂对苏打盐碱土在秸秆还田条件下固碳性能的影响,研究了添加秸秆和硫酸铝并于恒温条件下培养300天后的盐碱土对腐殖酸的吸附性能。结果表明:在腐殖酸吸附动力学中,秸秆和硫酸铝不同添加量条件下,盐碱土对腐殖酸的吸附均在120min时达到平衡,准二级动力学方程拟合效果最好,R2值最高(0.936)。Langmuir方程和Freundlich方程均可较好地拟合盐碱土对腐殖酸的等温吸附。添加相同比例的玉米秸秆条件下,Langmuir方程拟合获得的最大吸附量分别表现为69.335,42.830,40.498,42.593mg/g。而添加同等比例的硫酸铝改良剂条件下,最大吸附量分别表现为21.358,32.647,69.335,49.232,62.375,42.830mg/g。     

腐植酸共聚物土壤改良剂对土壤化学性能的影响

研究了以腐植酸共聚物作为土壤结构改良剂改良赤红壤后对该土壤化学性能的影响。实验结果表明,改良后的土壤比表面积、电荷量、阳离子交换量随共聚物在土壤中施入量的增加而增大,土壤的酸性减弱,pH提高。共聚体系中丙烯酸组分投料比的增加对土壤比表面积的影响不同于对电荷量及阳离子交换量的影响。     

诺氟沙星在胡敏酸上的吸附热力学与动力学特征研究

根据OECD Guideline106批平衡实验,研究了诺氟沙星在胡敏酸上的吸附热力学和动力学,并探讨了其可能吸附机理。结果表明,诺氟沙星在经过约12h的快速吸附阶段后,进入缓慢吸附阶段,其吸附平衡时间为48h。伪二级动力学方程能够较好地描述不同pH条件下诺氟沙星在胡敏酸上的吸附动力学特性。诺氟沙星在胡敏酸上的吸附等温线符合Freundlich方程,该方程的拟合系数1/n〈0.5,表明诺氟沙星在胡敏酸上为非线性吸附。ΔH0=-48.85kJ·mol-1和ΔG0〈0,表明诺氟沙星在胡敏酸上的吸附是自发进行的放热过程,且离子交换是其主要吸附机理,同时也可能存在着偶极间作用力、氢键力和电荷转移等吸附机理;ΔS0〈0表明吸附过程中熵在减小。吸附位点的能量随着吸附量的增大而降低,也表明胡敏酸的异质性和吸附的非线性。     

细菌菌体对白浆土腐殖质转化的影响

采用白浆土为供试材料,利用混皿法对白浆土土样进行筛菌,将筛选得到的优势菌种进行发酵,设置1%,3%,5%三种不同比例的菌体接种量,在相同条件下与培养好的白浆土进行共培养,探究细菌菌体对白浆土中水溶性腐殖质转化的影响,为土壤腐殖质转化的微生物学机理研究和土壤有机培肥研究提供理论基础。结果显示:(1)各处理WSS均表现为先降低后升高的趋势。(2)其中添加1%细菌菌体的处理有机质含量波动最为平缓,先降低后增加,添加3%细菌菌体的处理在30d开始有机质含量不断增加。而添加5%细菌菌体,有机质含量在30d开始增加,在60d开始下降,各处理的土样中,有机质含量在120d内始终高于对照水平。(3)各处理的土壤当中的HE含量都是在加入细菌菌体后明显增加,然后下降,其中添加3%细菌菌体处理中的HE含量变化最为明显。各处理的HA含量都是不断降低,其中添加1%和3%菌体的处理中HA含量降低速度快。培养结束后,各处理FA含量变化不明显。(4)培养初期,细菌菌体的繁殖促使各处理土样中的微生物数量增大,然后降低,最后趋于平缓。微生物量碳的相对含量在添加不同比例的细菌菌体后均高于对照组,且添加1%细菌菌体的处理组微生物量碳的相对含量最高。     

腐殖酸与活性污泥对污染土壤联合修复研究

采用正交试验的方法,研究了表面活性剂溶出和微生物降解联合作用对重金属铜、锌、铅和多环芳烃菲、萘、芘人工老化污染土壤的修复效率。选择腐殖酸为表面活性剂,强化微生物对有机污染物的降解性能,将高效降解菌的降解能力有效地发挥出来;用驯化的活性污泥为土壤生物修复剂,强化腐殖酸对重金属的洗提作用,旨在降低重金属和多环芳烃在土壤中的污染作用,提高修复效率。结果表明,接种2.0%活性污泥,温度为35℃,pH值为6.5,腐殖酸加入量为5mg/g的土壤为最佳修复条件,在此条件下菲、萘、芘的总修复率分别为73.4%,80.5%和68.2%;重金属离子Cu2+,Zn2+,Pb3+的总修复率分别为75.5%,64.2%和71.7%。添加腐殖酸和驯化活性污泥可明显提高土壤中重金属和多环芳烃的修复效率,表明化学溶出与生物降解同时作用于复合污染土壤具有较好的协同作用。     

腐植酸在土壤改良和污染修复中的应用现状及研究展望

[目的]总结腐植酸在土壤改良和污染修复中的应用成效,为腐植酸的应用研究和产品研发提供科学参考。[方法]在长期对腐植酸资源的特性及其实践应用进行研究的基础上,参考了大量关于腐植酸研究的学术文献,综合分析了腐植酸改良土壤和修复土壤污染的原理、技术和应用情况。[结果]腐植酸可以改良土壤团粒结构,提高肥料利用效率,维持土壤酸碱平衡和促进土壤生物活性,在退化土壤、盐碱地改良,废弃地复垦,重金属和有机物污染土壤修复中具有重要作用。在土壤改良和污染修复应用研究中主要存在如下问题：(1)腐植酸来源和分级分类不清,基础性研究不足。(2)腐植酸新材料和技术研发缓慢,行业整体技术有待提升。(3)腐植酸技术规范和标准建设与应用发展不相匹配,限制推广速度。[结论]未来研究重点应放在如下几方面：(1)煤基和生物腐植酸资源分类、组分分离和互作效应等基础研究。(2)腐植酸在土壤改良和污染修复中的应用基础研究。(3)腐植酸检测方法研究和产品质量标准制定。(4)腐植酸新产品应用研发与示范园建设。