棕壤Cd^（2＋）吸附特征及有机物料分解产物的影响

研究了棕壤上Cd2 的吸附特征及草炭、猪粪和蚯蚓粪3种有机物料的不同分解产物(水溶性和非水溶性)对棕壤Cd2 吸附特征的影响。结果表明,Langmuir模型适于描述棕壤对Cd2 的吸附特征。温度升高棕壤对Cd2 的吸附量增加。热力学参数分析表明,Cd2 在棕壤表面的吸附反应为熵增加的自发过程。3种有机物料对Cd2 平衡吸附量影响顺序大致为非水溶性分解产物>水溶性分解产物;其中草炭分解产物>猪粪分解产物>蚯蚓粪分解产物。     

草炭分解产物对铜、锌吸附的影响

研究了草炭的不同分解产物(水溶性和非水溶性)对棕壤铜、锌吸附作用的影响。结果表明:在一定的pH范围内,草炭水溶性分解产物均不同程度地抑制了铜、锌的吸附,而非水溶性分解产物促进了铜、锌的吸附。吸附等温线试验表明,在不调节pH值的条件下,水溶性和非水溶性分解产物及不同水分条件培养后的分解产物均促进了对铜、锌的吸附。     

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。     

砖红壤和黄棕壤Zn^2＋吸附特性的研究

测定了黄棕壤和砖红壤在不同浓度,不同ｐＨ下的总吸附Ｚｎ＾２＋及不同浓度下的专性吸附Ｚｎ＾２＋和交换吸附Ｚｎ＾２＋,结果表明,２种土壤３种吸附Ｚｎ＾２＋浓度增加而增大,两者关系较好地符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附方程,Ｚｎ＾２＋吸附量随ｐＨ升高而增加呈Ｓ形,Ｚｎ＾２＋分配系数的对数与ｐＨ呈极显著的线性正相关,吸附一个Ｚｎ＾２＋所释放Ｈ＾＋的平均数,砖红壤（１．２８）大于黄棕壤（１．０６）,但黄棕壤总吸附Ｚ     

三种有机肥水溶性分解产物对铜、镉吸附的影响

研究了稻草、紫云英和猪粪的水溶性分解产物对铜和镉的沉淀作用及其在红壤和潮土上的吸附影响。结果表明三种水溶性分解产物对铜镉的沉淀及吸附有双重效应：铬合效应和ｐＨ提高效应。在相同的ｐＨ值条件下,有机分解产物通过络合作用而不同程度地抑制了铜和镉的沉淀作用及其在两种土壤上的吸附。由于铜具有较强的形成络合物的能力,所以有机分解产物对铜的抑制效果对于镉的抑制效果。吸附等温线表明,在不调节ｐＨ时,三种有机分解产     

棕壤及其各粒级微团聚体对Cu~(2+)吸附解吸特性的研究

采用室内分析的方法,研究了棕壤及其各粒级微团聚体对Cu2+的吸附解吸作用。结果表明:棕壤与其各粒级微团聚体相比,对Cu2+的吸附能力较弱,而三级微团聚体对Cu2+的吸附能力的大小顺序为:<10μm粒级微团聚体>10~50μm粒级微团聚体>50~250μm粒级微团聚体。同时,通过NH4OAc,EDTA对Cu2+的解吸情况的研究得出,棕壤及其不同粒级微团聚体对Cu2+的吸附机制是不同的,在棕壤和各粒级微团聚体中,<10μm粒级的微团聚体对Cu2+的吸附机制以专性吸附为主,固定Cu2+的能力最强,从而能降低Cu2+的活性,不易为植物吸收,其次为10~50μm粒级微团聚体和棕壤,而50~250μm粒级微团聚体对Cu2+的吸附以静电吸附机制为主,其吸附的Cu2+可以被交换,因此固定Cu2+的能力较差。     

有机肥非水溶性分解产物对 铜 、镉吸附及解吸的影响

研究了稻草、紫云英和猪粪淹水培养的非水溶性分解产物、两种土壤( 红壤、潮土) 与这 3 种有机肥共同淹水培养后的非水溶性产物( 水溶性物质被除去) 对铜、镉的沉淀、吸附及解吸作 用的影响。 结果表明, 当铜初始浓度为 10-4mol/ L, pH <6 时有机残渣促进铜的沉淀;当 pH >6 时则抑制了铜的沉淀。 当铜初始浓度降为 10-5mol/ L 时, 有机残渣对铜沉淀的促进作用加强。 3 种有机残渣均促进镉的沉淀, 但促进程度比铜低。 与有机肥共同培养的红壤, 在相同的 pH 条 件下, 提高对铜、镉的吸附;在不调节 pH 条件下, 由于有机肥料有提高 pH 的作用, 进一步提高 对铜 、镉的吸附。 与有机肥共同培养的潮土, 在相同的 pH 条件下, 对铜、镉吸附的影响很小;在 不调节 pH 时, 提高了潮土对铜的吸附, 但对镉吸附的影响则较复杂。 上述结果表明, 有机肥的 非水溶性分解产物主要通过提高体系的 pH 值、与铜、镉形成不溶性的络合物而影响铜、镉的吸 附。 与有机物料共同培养的红壤所吸附的铜、镉的解吸率均不同程度降低。     

不同磷浓度处理暗棕壤对Zn2+吸附解吸行为的研究

通过等温吸附试验,研究不同磷含量处理暗棕壤对Zn2+的吸附解吸行为,结果表明:(1)随平衡液中Zn2+浓度的增加,3种处理暗棕壤对Zn2+的吸附作用均表现为:低浓度下(0～100 mg/L),吸附量增加迅速,随着浓度升高(100～150 mg/L),吸附量变缓并渐趋平衡,含磷量高的土壤吸附Zn2+的量较高。(2)Freundlich、Langmuir和Temkin方程均能很好描述Zn2+在3种不同磷含量暗棕壤上的吸附等温线,拟合效果依次为Freundlich>Langmuir>Temkin。经参数计算,较高磷含量有利于提高暗棕壤的最大吸附量和土壤对Zn2+的缓冲容量,而磷含量不同对Zn2+在暗棕壤上的吸附力没有太大影响。(3)3种不同磷含量处理暗棕壤吸附量与解吸量关系图形状相似,呈高度线性相关,均表现为暗棕壤对Zn2+的解吸量随吸附量的增加而增加,磷含量较高土壤有利于Zn2+的固定且不易解吸。     

暗棕壤吸附铜离子特征及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了不同pH、离子强度、温度、Cu~(2 )浓度和接触时间条件下,暗棕壤对Cu~(2 )的吸附作用,并利用热力学和动力学方程对实验结果进行了拟合。结果表明:(1)随pH提高,Cu~(2 )的吸附率增加,pH 8时的吸附率约为91%。(2)随体系离子强度增加,Cu~(2 )的吸附量先下降后增加。(3)随溶液中Cu~(2 )浓度增加,Cu~(2 )在暗棕壤上的吸附量也增加,并且在低浓度时增加比较迅速。吸附等温线可用Frendlich,Langmiur和Temkin方程很好的描述,其中又以Langmiur方程拟合程度最好。根据Langmiur方程中平衡常数(k_L)得到的热力学参数指出,反应是自发的、吸热的,但增温却没有改变Cu~(2 )在暗棕壤表面的混乱度。(4)随接触时间延长,暗棕壤对Cu~(2 )的吸附量也增大,具体表现为吸附开始的快速反应阶段和经过一段时间后的慢速反应阶段。双常数能更好地拟合暗棕壤对Cu~(2 )的吸附动力学曲线,根据一级动力学方程的反应速率常数(k_D),计算出了Cu~(2 )吸附的活化能和活化热力学参数,指出温度升高有利于提高反应的速率。     

秸秆生物炭对棕壤中Cu(Ⅱ)的吸附效应及影响因素

以棉花、花生秸秆为原料,采用限氧热裂解法分别于350℃、500℃、650℃下制备生物炭,通过等温吸附和吸附动力学实验,研究两种秸秆生物炭对棕壤中Cu(Ⅱ)的吸附特性和修复效应。结果表明:随裂解温度上升,秸秆生物炭的碳化程度和BET比表面积增加,而含氧官能团、H/C和O/C的比值则减少,且花生秸秆生物炭的芳香化程度、碳化程度和比表面积均高于棉花秸秆生物炭;不同温度梯度制备的生物炭在吸附效果及机制方面存在差异,秸秆生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附效果与Lagergren动力学方程的二级动力学方程、Langmuir等温方程可以较好拟合;随着pH的升高,吸附量均增加,吸附量在6.5时达到最大,且花生生物炭的吸附量大于棉花生物炭;SEM电镜扫描图展示了花生秸秆生物炭的表面特征和孔隙结构比棉花明显;FTIR谱图分析表明秸秆生物炭含氧官能团含量随裂解温度的升高而减少。综上,花生秸秆生物炭对山东棕壤重金属污染的修复效果更优。     

有机修饰塿土对苯胺的吸附

以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)单一修饰和CTMAB+十二烷基磺酸钠(SDS)混合修饰塿土耕层和粘化层土样,从吸附实验和热力学角度研究修饰土样对苯胺的吸附特征和机理。结果表明,供试土样对苯胺吸附均呈现100CB>50CB>120CS>CK的高低顺序,耕层修饰后对苯胺的平衡吸附量增大了4.5￣8.57倍,粘化层土样增大了6.0￣18.33倍;温度为40℃时耕层未修饰土样对苯胺的吸附量高于粘化层未修饰土样,20℃时则低于粘化层原土土样,而修饰土样则均呈现粘化层修饰土样对苯胺的吸附高于塿土耕层修饰土样的结果;耕层土样随温度升高苯胺平衡吸附量升高,而粘化层土样则表现出降温有利于苯胺吸附的现象,修饰剂对土样的修饰对苯胺的吸附具有"感温钝化"效应;Henry模型适用于描述苯胺的吸附;修饰土样对苯胺的吸附自由能变均为ΔG<0,属于自发反应,粘化层各土样对苯胺吸附为放热熵减过程,吸附自发性由焓减控制,耕层各土样对苯胺吸附为吸热熵增过程,其吸附自发过程为熵增控制过程;疏水吸附是修饰土样对苯胺吸附的主要机理,但修饰剂对于土壤表面的修饰是不均匀修饰,粘化层土样以物理吸附机制为主,耕层土样则存在化学吸附的机制。     

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。     

磁处理棕壤对磷吸附-解吸特性的影响

探讨了磁处理棕壤对磷吸附-解吸的影响,结果表明:外加磁场处理棕壤后磷的吸附量降低,促进了磷的解吸。棕壤不同粒级磁化后(0.002~0.005mm除外)吸附量基本都减少,而<0.002mm粒级和0.005~0.01mm粒级对吸附量减少起主要作用。     

有机酸对红壤磷素吸附特性的影响

以不同供磷水平的旱地红壤为材料,探讨了柠檬酸、酒石酸和草酸对红壤磷素吸附特性的影响。试验结果表明,经有机酸培育后的红壤磷的吸附曲线与Langmuir方程吻合性很好,相关系数可达0.949~0.999。有机酸可使磷的吸附曲线类型发生转变,柠檬酸可使土壤磷的吸附等温线由第Ⅱ类型转化为第Ⅲ类型,酒石酸可改变CK与NPK处理的吸附类型,而草酸没有影响。柠檬酸可使土壤的Xm降低30%~75.3%,以PM处理中的降低程度最大。酒石酸和草酸却在不同程度上使土壤的Xm增大,二者可使Xm分别增加0.8~2.3倍和0.1~0.3倍。三种有机酸均可减小平衡常数K值,提高土壤磷素的吸附饱和度,对磷素吸附特征值的影响程度大小顺序为:柠檬酸>酒石酸>草酸。在磷素利用率低的红壤中,增施有机肥或配施有机肥是提高土壤磷素生物有效性的最佳途径。     

土壤水分对水稻土和菜园土有机碳分解的影响

采用培养法研究在不同水分条件下水稻土和菜园土有机碳的分解变化特征。结果表明,不同的土壤类型和不同的水分条件下CO2释放速率的变化趋势都是前期分解速率快,后期分解速率减慢并趋于稳定。低土壤水分含量不利于水稻土和菜园土的有机碳分解,中等土壤水分含量有利于菜园土的有机碳分解,高土壤水分含量有利于水稻土的有机碳分解。对有机碳分解累计量曲线的拟合,幂函数(y=b0*xb1)可以很好的反映这种变化趋势,并且b0和b1与土壤水分含量都有很好的相关性。     

水分和有机物料对锌污染土壤改良的耦合效应

通过室内培养和盆栽试验相结合的方式,系统研究了3种土壤水分含量条件下,添加不同有机物料对锌污染土壤的改良效应。研究结果表明:淹水、田间持水量和65%相对含水量条件下添加有机物料均有利于污染土壤中可交换态Zn含量的降低,铁锰氧化物及有机结合态Zn含量的增加。3种水分条件培养土壤中,以淹水条件下,麦苗体内Zn的含量最低,麦苗的生长发育最好。田间持水量和65%相对含水量条件下麦苗部分发育指标差异不显著。添加不同有机物料对促进麦苗生长的影响顺序大致为:蚯蚓粪草炭猪粪CK。     

红壤中低分子量有机酸的吸附特征

应用平衡法研究了红壤对草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附行为。结果表明:红壤对有机酸的吸附量随着有机酸平衡溶液浓度的增加而增加,有机酸种类不同,吸附量也不同。有机酸在红壤中的吸附行为均可以很好地用Langmuir、Freundlich和Temkim方程描述,其中以Langmuir方程的拟合效果最好。红壤对有机酸均具有较高的吸附率,在0.5～20mmolL-1初始浓度范围内,草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率最大分别可达89.2%、77.5%、67.4%和47.1%。红壤对柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率均随着有机酸初始浓度的增加先急剧下降(<5mmolL-1),之后缓慢下降至趋于平稳;草酸的吸附率则随着初始浓度的增加而增加,在3mmolL-1左右时达到最大,随后降低至趋于平稳。     

棕壤和蛭石对外源钾的固定和释放特征

在外源钾施入量为2800mgkg-1条件下,供试耕地棕壤的固钾容量高达1450mgkg-1。在试验条件下,棕壤对钾素的固定量随外源钾施入量的增加而增加。蛭石对钾素的固定量具有随外源钾的施入量增加而呈线性增大的规律,其中0.3mm~0.1mm粒级蛭石对于钾素的固定量要高于1mm~0.3mm和<0.1mm两粒级蛭石对钾素的固定量。蛭石和棕壤对外源钾的固定率表现为随固钾量的增加而趋于降低的规律,但钾素释放量却随之提高。     

黑土无机纳米微粒对玉米秸秆腐解水溶性产物的影响

通过秸秆腐解试验研究黑土无机纳米粒子对玉米秸秆腐解过程中水溶性化合物含量和C、N元素组成的影响。结果表明:在腐解初期,纳米粒子处理的水溶性有机化合物(WOM)、水溶性小分子有机化合物(WLOM)和水溶性胡敏酸(WHA)的含量分别高出对照21.9%,2.8%,18.3%,随着腐解进行,黑土无机纳米粒子显著抑制了三者含量;在腐解的前期,黑土无机纳米粒子对水溶性有机化合物(WOM)总C量无显著影响,降低了WHA的C含量,提高了WLOM的C含量。在腐解中后期,黑土无机纳米粒子降低了水溶性产物(WOM、WHA、WLOM)的C含量。在整个腐解时期,黑土纳米粒子降低了WOM和WHA中的N含量,而对WLOM含N量无显著影响。