蔬菜种植年限对土壤磷素吸附解吸特性的影响

为揭示不同种植年限土壤磷的固定和释放机制,通过土壤磷的等温吸附、解吸试验研究种植年限分别为3～5年、15～20年、25～30年的黄棕壤0～5cm和5～20cm土层磷的吸附、解吸特性。结果表明:土壤磷的等温吸附曲线、吸附量-解吸量曲线分别与Langmuir方程(R2为0.8728～0.8436)、二次函数方程拟合良好(R2为0.9545～0.9970);随蔬菜种植年限延长,表层土壤磷最大吸附量(Qm)、磷最大缓冲容量(MBC)明显降低,而土壤磷吸附饱和度(DPS)和解吸率明显提高;种植年限15～20年、25～30年土壤磷的解吸率明显高于3～5年土壤。对表征土壤磷素吸附、解吸特性的主要因子如MBC及DPS等作相关分析发现,无定形铁铝含量的变化是影响土壤磷吸附解吸特性的主要因素。     

不同类型土壤对汞和砷的吸附解吸特征研究

为了探明不同类型土壤对重金属汞和砷吸附、解吸的影响,以性质差异显著的红壤、黑土和潮土为供试土壤,采用批量平衡法,研究了Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)在不同土壤中的吸附-解吸行为。结果表明:(1)Freundlich方程和Langmuir方程均能较好地拟合这3种土壤对Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附,其中Hg(Ⅱ)的最大吸附量分别为451.33、1699.46和1635.21mg/kg,大小顺序为黑土>潮土>红壤,相关系数(R2)在0.8533～0.9911之间;As(Ⅴ)的最大吸附量分别为818.44、561.87和112.77mg/kg,大小顺序为:红壤>黑土>潮土,相关系数(R2)在0.9223～0.9949之间;而线性方程则不能较好地拟合这3种土壤对Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)的等温吸附。(2)Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)的解吸量随Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)吸附量的增加而增加,两者之间呈显著或极显著的线性正相关,Hg(Ⅱ)的相关系数(R2)分别为0.8668**、0.8971**、0.9969**,As(Ⅴ)的相关系数(R2)分别为0.9987**、0.9964**、0.9858**。研究结果对于探明土壤中汞和砷的环境行为具有重要意义。     

柠檬酸对蒙山茶园土壤微团聚体吸附-解吸Cu2+的影响

以蒙山茶园土为对象,运用平衡液吸附法以及NaNO3溶液解吸法探讨了柠檬酸对原土及各粒径土壤微团聚体吸附-解吸Cu2+的特性,以期明确柠檬酸对土壤吸附解吸铜的过程中产生的影响。结果表明,加入柠檬酸后,随着Cu2+浓度的增加,原土和各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附有所增加,吸附量大小顺序为:(0.002mm)(0.053~0.002)mm原土(2~0.25)mm(0.25~0.053)mm,与土壤微团聚体中游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质含量大小顺序一致;柠檬酸对Cu2+的吸附既有促进作用又有抑制作用,低浓度(0~1mmol/L)的柠檬酸促进土壤微团聚体对Cu2+的吸附,而高浓度(1mmol/L)的柠檬酸则降低其吸附,吸附量在柠檬酸浓度为0.5mmol/L时达到最大;Langmuir、Freundlich、Temkin 3种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(p0.01),其中以Langmuir方程的拟合效果最佳,说明加入柠檬酸后的原土及各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附以单层吸附为主;随着铜浓度的上升,土壤微团聚体对Cu2+的易解吸率不断增加,柠檬酸的进一步加入使得土壤微团聚体对Cu2+的解吸率上升,而解吸大小顺序与吸附顺序相反。     

柠檬酸对黄壤无机纳米微粒吸附-解吸Cd~(2+)的影响

通过超声-离心-冻融的方法,提取名山河流域老冲积黄壤中的纳米微粒(≤100nm),以原土及提取的纳米微粒为研究对象,采用平衡液吸附法及NaNO3、HCl解吸剂解吸法进行室内吸附-解吸模拟试验,研究柠檬酸对黄壤纳米微粒吸附-解吸Cd2+特性的影响。结果表明,纳米微粒对Cd2+的吸附率(94.58%~97.29%)远大于原土对Cd2+的吸附率(45.02%~69.00%),这说明纳米微粒对Cd2+有较强的固持能力;原土及纳米微粒对Cd2+的吸附量随初始Cd2+浓度的增加而明显增加,且低浓度阶段(0.1~1mmol/L)吸附量的增加速率高于高浓度阶段,说明低浓度柠檬酸能促进无机纳米微粒对Cd2+的吸附,而较高浓度的柠檬酸则会抑制Cd2+的吸附;Freundlich、Temkin方程对等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(P0.01),Langmuir方程达到显著水平(P0.05),其中Freundlich方程拟合效果最佳,说明土壤纳米微粒对Cd2+的吸附为多层吸附。通过NaNO3、HCl溶液解吸法可以看出,黄壤无机纳米颗粒对Cd2+的吸附主要以专性吸附为主,非专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而增大,而专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而减少,原土的专性及非专性吸附解吸率均大于纳米微粒,进一步表明黄壤纳米微粒对Cd2+的固持能力强,有较强的环境缓冲能力。     

黄土性土壤K+吸附、解吸动力学研究

采用连续液流法研究了５种黄土性土壤吸附、解吸Ｋ＾＋的动力学性质。结果表明：（１）供试土壤Ｋ＾＋吸附、解吸反应分别在１６－２４及２６－６０ｍｉｎ达到平衡。吸附平衡时间及平衡吸附量与ＣＥＣ及粘粒含量有关。（２）平衡前不同时段的吸附解吸速度及吸附解吸率与反应时间ｌｎｔ间存在极显著的线性关系。其中反应速度直线和解吸率直线的斜率、初始反应速度及初始解吸率均与ＣＥＣ及粘粒含量密切相关。（３）一级反应方程和Ｅｌ     

土壤有机质对汞在棕壤中吸附-解吸行为的影响

对去除有机质前后汞(Ⅱ)在棕壤中吸附—解吸行为进行了分析。结果表明,有机质对棕壤汞的吸附贡献很大。去除有机质后,棕壤对汞(Ⅱ)的吸附率由95.62%~93.18%下降到62.8%~56.70%,解吸率则由2.39%~7.47%提高到2.65%~11.23%。Freundlich方程,Langmuir方程,Henry模型以及Temkin方程均能较好地描述去除有机质前后棕壤对汞的等温吸附过程。动力学方程拟合结果表明,棕壤去除有机质后,对汞(Ⅱ)的吸附—解吸速率均降低,其中Elovich方程和双常数方程拟合效果最优,均达到极显著相关关系(R0.708)。     

铬在土壤中的吸附解吸研究进展

对铬在土壤中的吸附解吸研究进行了综述,土壤中铬的吸附解吸机理包括非专性吸附(离子交换吸附)、专性吸附以及物理表面吸附,分别对pH、氧化还原电位、土壤组分(土壤矿物和有机质)、竞争离子以及离子强度等因素对铬吸附解吸的影响作了论述。文章进一步描述了土壤中铬吸附解吸的数学模型Freundlich方程、Langmuir方程、一级动力学模型、金属-腐殖酸模型(one-sitemodel)和表面络合模型-扩散层模型(DLM)等的研究情况,并对今后的研究方向进行了探讨。     

土壤硼吸附热及温度对硼滞后解吸特性影响的研究

对棕红壤（９７０１）、黄棕壤（９７０２）和灰潮土（９７０３）在２５℃和４０℃条件下,硼吸附－解吸特性,土壤硼吸附热以及温度对土壤滞后解吸的影响进行了研究。结果表明,９７０１、９７０２和９７０３号土壤硼的吸附热分别为－１５．４、－１５．６和－２２．６ｋＪ／ｍｏｌ,处于化学吸附热的范围,从热力学上证明了硼在土壤上专性吸附的存在。与２５℃相比,４０℃时土壤硼滞后解吸得到加强。与此相应,施入土壤中的外源硼     

不同来源生物炭对土壤磷吸附解吸的影响

主要研究了水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳四种来源的生物炭对土壤磷吸附解吸的影响。研究结果表明:生物炭对土壤磷吸附的影响取决于土壤溶液中磷的浓度,与对照相比,在中低磷浓度(0~90 mg L-1)时,四种生物炭对土壤磷的吸附影响较小,而在较高磷浓度时,小麦秸秆生物炭和花生壳生物炭均抑制了土壤磷的吸附,而水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭均能促进土壤磷的吸附。吸附动力学试验表明,在反应开始的4小时内,土壤对磷的吸附较快,吸附量基本达到平衡吸附量的50%;到达吸附平衡时,添加生物炭能够降低土壤对磷的吸附量,四种生物炭对土壤磷的吸附量依次为:小麦秸秆玉米秸秆花生壳水稻秸秆。此外四种生物炭都能促进土壤中磷的解吸,其中玉米秸秆的促进效果最为显著,解吸量比对照高1.76倍。Langmuir方程和Freundlich方程都能很好地拟合生物炭存在下土壤磷的吸附等温线(P0.01),Freundlich拟合程度要比Langmuir方程的高。准一级动力学方程和准二级动力学方程都能很好地描述生物炭存在下土壤磷的吸附动力学(P0.01)。     

外源木炭对苄嘧磺隆在土壤中吸附-解吸的影响

采用振荡平衡法研究了除草剂苄嘧磺隆在3个不同粒径木炭和2种不同类型土壤中的吸附-解吸特征,重点考察了外源木炭对苄嘧磺隆在土壤中吸附-解吸过程的影响。结果表明,苄嘧磺隆在土壤和木炭中的吸附-解吸符合Freundlich方程。木炭对苄嘧磺隆有很强的吸附能力,木炭粒径越小,吸附能力越强。添加木炭能显著提高土壤对苄嘧磺隆的吸附量,木炭添加量越多,苄嘧磺隆吸附量越大,相对的解吸量越少。苄嘧磺隆在土壤和木炭中的解吸过程呈明显的滞后效应,且滞后效应随着苄嘧磺隆初始浓度增大和土壤中木炭添加量增大而逐渐加强。该项研究表明,以木炭作为人工添加吸附剂可有效的减少苄嘧磺隆从土壤中的流失。     

阿特拉津对绿麦隆吸附-解吸作用的影响

采用批平衡实验,研究绿麦隆在单一及复合污染体系中的吸附-解吸行为。结果表明,无论是单一体系还是复合体系,吸附等温线均可用Freundlich模型进行良好的拟合。随着阿特拉津浓度的增加,土壤对绿麦隆的吸附作用降低,表明绿麦隆和阿特拉津之间存在竞争吸附,这可能与土壤的有机质类型和绿麦隆、阿特拉津的性质、结构有关。解吸实验表明,随着阿特拉津的浓度增加,绿麦隆的解吸作用增加。吸附过程的拟合指数n值大于解吸过程的对应值,即绿麦隆在不同体系中的解吸作用均存在一定的滞后性。应用Freundlich解吸等温线参数对吸附-解吸等温线的滞后作用进行量化,CT、（CT＋0.5AT）、（CT＋1AT）和（CT＋2AT）处理解吸等温线的滞后系数ω分别为165.200,146.132,94.534和85.945,即随阿特拉津浓度增加,绿麦隆解吸等温线的滞后性降低。     

不同生物质炭对棕壤中磷素吸附解吸的影响

为了减少土壤磷素流失,提高磷肥利用效率,探究不同生物炭对棕壤中磷素吸附解吸行为的影响规律,以水稻秸秆、玉米秸秆和花生壳为原材料,利用限氧升温炭化法制备生物炭,通过批量吸附实验研究了生物炭种类和生物炭添加量对棕壤磷吸附解吸的影响。结果表明：水稻秸秆生物炭在添加量为0.4%时显著提高棕壤对磷的吸附量,花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭则显著降低棕壤对磷的吸附量；等温吸附曲线表明,不同生物炭均未改变等温吸附曲线的变化趋势,均可用Langmuir方程和 Freundlich 方程进行描述(R²>0.93),其中 Langmuir 方程拟合效果更好,不同处理对磷的理论吸附量大小顺序为：水稻秸秆生物炭+棕壤>棕壤>花生壳生物炭+棕壤>玉米秸秆生物炭+棕壤；吸附动力学实验表明,不同生物炭均未改变磷吸附动力学曲线的变化趋势,在所有动力学模型中,准二级动力学模型最适合描述土壤对磷的吸附行为(R²>0.99),其次为准一级动力模型(R²>0.99)和Elovich动力学模型(R²>0.88)；三种生物炭均显著促进棕壤对磷的解吸,当生物炭添加量为≥0.2%时,水稻秸秆生物炭、玉米秸秆生物炭和花生壳生物炭,分别可提高棕壤对磷的解析率50%、70%和90%以上。由此可见,不同生物炭可提高棕壤对磷素的供应和利用,水稻秸秆生物炭在减少棕壤磷素流失、保护生态环境方面具有更大的应用价值。     

添加生物质炭对红壤性水稻土Cd2+吸附解吸特性的影响

为探讨生物质炭对红壤性水稻土中镉(Cd)元素吸附解吸特性的影响,采用一次平衡法研究添加生物质炭后Cd2+在红壤性水稻土中的吸附动力学、等温吸附和解吸过程。结果表明:施用CK(0t/hm^2)、A10(10t/hm^2)、A20(20t/hm^2)、A30(30t/hm^2)和A40(40t/hm^2)生物质炭后,红壤性水稻土对Cd2+的吸附过程是以化学吸附为主、非均匀的多表面吸附。施用CK(0t/hm^2)、A10(10t/h2)、A20(20t/hm^2)、A30(30t/hm^2)和A40(40t/hm^2)生物质炭处理的最大吸附量和最大解吸量分别为2933~3346mg/kg和171~192mg/kg。添加生物质炭可以提高红壤性水稻土对Cd2+的吸附固持能力,同时增强土壤对外源Cd2+的缓冲能力。生物质炭添加量对红壤性水稻土的吸附解吸能力的改良效果具体表现为:A30>A40>A20>A10。高剂量的生物质炭处理使土壤吸附点位饱和,生物质炭吸附能力相对降低。因此,添加30t/hm^2生物质炭是一种有效预防和治理红壤性水稻土镉污染的措施。     

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：（〈0.002mm）〉2～0.25mm〉原土〉0.053～0.002mm〉0.25～0.053mm,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：0.25～0.053mm〉0.053～0.002mm〉原土〉2～0.25mm〉（〈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。     

柠檬酸存在下施硅对土壤磷吸附和解吸特性影响

以棕壤为研究对象,采用室内培养的方法,通过加硅酸钙处理、硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理和硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理,研究了柠檬酸存在下施硅对棕壤中磷素吸附和解吸特性的影响,并用Langmuir方程、Freundlieh方程与Temkin方程对其进行拟合分析,其中磷吸附解吸试验采用恒温批处理平衡法.结果表明,Langmuir与Temkin模型对处理后棕壤磷的吸附拟合效果最好.硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷的吸附量最大,为500mg/kg;硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷的解吸量及解吸率最大,最大解吸率可达45.2％.因此,硅酸钙+1 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷肥的储存能力最强,硅酸钙+2 mmol/L柠檬酸处理的棕壤对磷活化能力最强,即供磷能力最强.     

四川盆地丘陵区农田土壤对磷的吸附与解吸特征

研究了四川盆地丘陵区典型水田和旱地土壤对磷的吸附与解吸特征,并讨论了吸附-解吸参数与土壤基本理化性质的关系。结果表明,不同pH的农田土壤对磷的吸附和解吸均存在显著差异,土壤对磷的吸持能力表现为中性土壤〉酸性土壤〉石灰性土壤,中性有利于土壤吸附磷;水稻土对磷的最大吸附容量（Qm）和最大缓冲容量（MBC）高于紫色土,而临界平衡磷浓度（EPC0）和解吸率（b）低于紫色土。农田土壤对磷的吸附与解吸参数还受土壤理化性质的影响,Qm和MBC与有机质含量、无定形铁（Fe-ox）含量呈极显著正相关（P〈0.01,n=6）;吸附常数（K）与有机磷含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）;EPC0与土壤pH、CaCO3含量呈显著负相关,与有机磷含量呈显著正相关（P〈0.05,n=6）;b与Fe-ox含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）。     

pH对砖红壤和黄棕壤Cu~(2+)吸附与解吸的影响

对砖红壤和黄棕壤在不同浓度、不同pH下吸附和解吸Cu2+进行了测定。结果表明, 2种土壤Cu2+吸附量均随平衡液中Cu2+浓度增加而增大,两者关系较好地符合Langmuir吸附方程。Cu2+吸附量随pH升高而增加,Cu2+分配系数的对数与pH呈极显著的线性正相关,吸附一个Cu2+所释放H+的平均数砖红壤(1. 19)大于黄棕壤(1. 01)。可解吸Cu2+的数量随pH升高和吸附Cu2+的数量增加而增加,在pH4~6下,黄棕壤吸附Cu2+及可解吸Cu2+的比例(平均为10. 5% )大于砖红壤(平均为3. 1% )。由此认为, 2种土壤吸附Cu2+虽以专性吸附为主,但砖红壤的表面吸附点位较少,专性吸附点位的比例较高,对Cu2+的亲和性或专性吸附性大于黄棕壤。     

硅藻土对磷在红壤中吸附解吸的影响

为提高磷肥利用率和研究磷肥增效技术,通过恒温振荡试验研究了硅藻土对水溶性磷肥(磷酸二氢钙)在红壤中有效性的影响.结果表明,在0.31 mg P/g土和1.25 mg P/g土水平下,硅藻土显著地降低了供试土壤对磷酸二氢钙的吸附,增加了水溶性磷、0.01 mol/L CaCl2溶液解吸磷和Olsen P的含量,且三者随硅藻土用量的增加而增加,其主要归因于硅藻土多孔、比表面积大和富含羟基的结构组成.硅藻土与磷酸二氢钙的施用顺序也显著地影响着供试土壤中磷的有效性,硅藻土先于磷酸二氢钙加入供试土壤处理的水溶性磷和0.01 mol/L CaCl2溶液解吸磷含量高于添加次序相反的处理,Olsen P含量差异不显著.     

Adsorption and Desorption of Copper in Pasture Soils

Abstract

Copper (Cu) is bound strongly to organic matter, oxides of iron (Fe) and manganese (Mn), and clay minerals in soils. To investigate the relative contribution of different soil components in the sorption of Cu, sorption was measured after the removal of various other soil components; organic matter and aluminum (Al) and Fe oxides are important in Cu adsorption. Both adsorption and desorption of Cu at various pH values were also measured by using diverse pasture soils. The differences in the sorption of Cu between the soils are attributed to the differences in the chemical characteristics of the soils. Copper sorption, as measured by the Freundlich equation sorption constants [potassium (K) and nitrogen (N)], was strongly correlated with soil properties, such as silt content, organic carbon, and soil pH. The relative importance of organic matter and oxides on Cu adsorption decreased and increased, respectively, with increasing solution Cu concentrations. In all soils, Cu sorption increased with increasing pH, but the solution Cu concentration decreased with increasing soil pH. The cumulative amounts of native and added soil Cu desorbed from two contrasting soils (Manawatu and Ngamoka) during desorption periods showed that the differences in the desorbability of Cu were a result of differences in the physico‐chemical properties of the soil matrix. This finding suggests that soil organic matter complexes of Cu added through fertilizer, resulted in decreased desorption. The proportions of added Cu desorbed during 10 desorption periods were low, ranging from 2.5% in the 24‐h to 6% in the 2‐h desorption periods. The desorption of Cu decreased with increasing soil pH. The irreversible retention of Cu might be the result of complex formation with Cu at high pH.