几种低分子量有机酸淋溶对土壤铝、硅及盐基离子淋失的影响

采用50cm原状土柱进行模拟淋溶实验,比较研究了模拟酸雨和几种低分子量有机酸对红壤Al、Si及盐基离子淋失的影响。结果表明,模拟酸雨淋洗后土壤中有极少量的Al和一定量的Si及盐基离子淋出。与去离子水对照相比,pH3.5和pH4.5模拟酸雨处理Si的淋出总量分别增加了6.52%和3.26%;K 、Na 、Ca2 和Mg2 等盐基离子淋出量增加了2.41%~96.80%。100μmol/L的柠檬酸、苹果酸和草酸处理Al、Si的淋出量与模拟酸雨处理相差不大,而10mmol/L的柠檬酸、苹果酸和草酸处理则比模拟酸雨处理有显著的增加。有机酸淋洗后淋出液中各盐基离子含量均要高于模拟酸雨处理,盐基离子淋出总量是模拟酸雨处理的1.58~9.27倍。实验结果说明低分子量有机酸在酸化土壤方面比酸雨有更大的威胁。由于盐基离子的大量淋失,模拟酸雨和有机酸淋洗后淋出液pH均要高于原淋洗液pH。     

模拟酸雨和几种低分子量有机酸淋溶对土壤交换性盐基的影响

采用原状土柱进行模拟淋溶实验,比较研究了模拟酸雨和几种低分子量有机酸对红壤交换性盐基的影响。结果表明:与去离子水对照相比,pH 3．5和pH 4．5模拟酸雨淋洗后,0-20 cm土层土壤交换性K 、Na 、 Ca2 和Mg2 含量增加了5．19％-14．65％,而这种增加主要发生在10-20 cm土层。100 μmol／L和10 mmol／L的柠檬酸、苹果酸和草酸淋洗后,0-20 cm土层土壤交换性K 、Na 、Ca2 和Mg2 含量与模拟酸雨淋洗后的结果相差不大,有的层次甚至还要稍低;而在20-50 cm土层则增加了10．42％-96.41％。有机酸淋洗后,土壤交换性盐基的增加受矿物溶解和盐基迁移两方面的影响,而下层的增加可能主要是盐基迁移的影响,由此可见有机酸或许加快了盐基离子向下迁移的速度和土壤酸化过程。     

低分子量有机酸对砖红壤表面电荷的影响

本文研究了4种低分子量有机酸对砖红壤表面电荷性质的影响,结果表明存在于体系中的有机酸增加了表面负电荷量,同时减少表面正电荷的量。在低有机酸加入量下,有机酸对正电荷的影响程度比其对负电荷的影响程度大得多。4种酸对土壤表面电荷影响的大小顺序为:柠檬酸>苹果酸>草酸>醋酸。有机酸对表面电荷的影响随体系pH而变化,它们对正电荷的影响程序随pH的增加而减小,而对负电荷的的影响呈相反的变化趋势。有机酸主要通过其阴离子在土壤表面的吸附来影响土壤的表面电荷性质。     

pH、离子强度和介电常数对低分子量有机酸在红壤中吸附行为的影响

通过一次平衡法考察了pH、离子强度和溶剂介电常数对红壤吸附低分子量有机酸的影响。研究结果表明,随着溶液pH值的升高有机酸的吸附量降低,其中草酸和酒石酸的吸附量在pH 3.5 ~ 5.0范围内随着pH值的升高而急剧下降,之后缓慢下降（pH 5.0 ~ 7.0）。柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附量在1 ~ 2 mmol/L初始浓度范围内随着离子强度的增加没有明显变化,但在2 ~ 20 mmol/L初始浓度范围内却随着离子强度的增加而增加。红壤对草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附量均随着溶剂介电常数的减小而增加。当溶剂中含6% 的乙醇时,草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附量分别是对照（不含乙醇）的1.05、1.05、1.11和1.31倍。     

低分子量有机酸对土壤磷释放动力学的影响

模拟植物在缺磷条件下,根系所分泌的有机酸种类和数量,用流动法研究了柠檬酸,苹果酸,草酸和酒石酸对土壤磷释放的影响。结果表明：有机酸能明显促进土壤中磷的释放,不同有机酸对石灰性土壤活化能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸〉酒石酸;而对酸性土壤磷的释放量与Ｆｅ＋Ａｌ释放量之间呈极 相关,有机酸活化土壤磷能力大小的次序为柠檬酸〉草酸〉酒石酸〉苹果酸。     

低分子量有机酸对高岭石中铝释放的影响

选择了几种土壤中可能存在的低分子量脂肪羧酸 ,研究了它们对高岭石中铝释放的影响。结果表明 ,有机酸可以通过络合作用促进高岭石中铝的释放。几种有机酸对体系中可溶性铝影响的大小顺序为 :草酸 >柠檬酸 >丙二酸 >苹果酸 >乳酸。草酸、柠檬酸和乳酸对可溶性铝释放的促进作用随体系pH的升高而减小 ,其中草酸体系中可溶性铝随pH的变化幅度最大。在苹果酸体系中 ,可溶性铝随pH的升高而稍有增加。体系中的可溶性铝随有机酸浓度的增加而增加 ,而交换性铝随柠檬酸浓度的增加而减少 ,先随苹果酸浓度增加而增加 ,然后又逐渐减少。与对照相比 ,柠檬酸和草酸使交换性铝的量减小 ,苹果酸和乳酸在低pH下使交换性铝明显增加 ,而苹果酸在较高pH下使交换性铝减少。有机酸影响释放出的铝在固液相间的分配比 ,苹果酸在低pH下使体系中释放出的大部分铝以交换性形态存在 ,而在较高pH下 ,大部分铝以可溶形态存在。在草酸体系中 ,释放出铝的大部分都以可溶形态存在。不同有机酸的不同表现与体系中铝的溶解平衡、铝的吸附 -解吸平衡、有机酸的吸附 -解吸平衡、有机酸的离解平衡和铝与有机酸的络合 -离解平衡有关。     

低分子量有机酸对可变电荷土壤和矿物表面化学性质的影响

低分子量有机酸是土壤中广泛存在的,它们参与土壤中许多化学过程,在营养元素活化、解铝毒和矿物风化等方面发挥重要作用。本文综述了可变电荷土壤和矿物对低分子量有机酸的吸附及这类有机酸对土壤的表面电荷、动电性质和土壤吸附无机阴、阳离子的影响,为从事相关研究工作的同志提供参考。     

低分子量有机酸对土壤中铝的化学行为的影响

本文从Al在土壤中的水解-沉淀、吸附-解吸、活化、迁移、降低毒性以及对含Al矿物的表面性质的影响等方面综述了低分子量有机酸对Al的化学行为的影响,并提出了今后需要进一步加强研究的一些方面。     

低分子量有机酸对红壤磷酸单酯酶活性的影响

采用室内模拟试验研究了低分子量有机酸(柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸)对红壤磷酸单酯酶活性的影响。结果表明,低浓度有机酸(<1μmol g-1)对磷酸单酯酶活性有促进作用,且促进作用大小依次为柠檬酸≈草酸>苹果酸>酒石酸;而高浓度有机酸(>5μmol g-1)则为抑制作用,且抑制作用大小依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸。当体系pH趋向酶促反应最佳pH时,磷酸单酯酶活性增强;反之,当体系pH远离酶促反应最佳pH时,磷酸单酯酶活性减弱。有机酸根一方面通过羧基的辅助作用提高磷酸单酯酶活性;另一方面通过释放土壤A l3+、Fe3+等金属离子,对土壤磷酸单酯酶活性有一定的抑制作用。     

低分子量有机酸对紫色母岩中钾释放的影响

采用4种浓度为0.05mol/L的低分子量有机酸溶液分别浸提4种紫色母岩风化碎屑和2种紫色土3000h研究其钾的释放规律。结果表明,与纯水浸提相比,0.05mol/L的草酸、酒石酸、柠檬酸以及苹果酸4种低分子量有机酸溶液都能明显促进6种供试样中钾的释放,释放量提高0.3～15.2倍。4种有机酸活化6种供试样中钾的能力以草酸柠檬酸酒石酸苹果酸。侏罗纪沙溪庙组紫色泥岩、沙岩和侏罗纪遂宁组紫色泥岩以及灰棕紫泥4种土壤(或岩样)中钾的释放过程在3000h内用Elovich、双常数、抛物线、一级扩散和双曲线方程等5种动力学方程拟合,结果除一级扩散方程较差外,其它4种方程拟合的相关系数r=0.5988～0.9966(r0.01=0.6055),以双常数方程拟合效果最佳。拟合方程中常数b值可表征钾的释放速度。     

低分子有机酸对土壤中Pb形态的影响

为探讨螯合诱导修复技术的作用机制,研究2种低分子有机酸即柠檬酸和苹果酸对土壤中重金属Pb各形态的影响。结果表明,对于人工模拟不同污染程度的PbⅠ～PbⅣ土壤,随着柠檬酸和苹果酸添加浓度的升高,土壤中最具活性的可交换态Pb百分含量均有不同程度的提高,从而达到了活化重金属Pb的目的;Pb活化效果随柠檬酸浓度升高而升高,随苹果酸浓度升高呈先上升后基本不变趋势,当有机酸浓度为10,20 mmol/kg时,苹果酸和柠檬酸活化Pb效果分别达到最优;二者相比,柠檬酸活化Pb效果优于苹果酸的活化效果。     

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。     

植物多酚与低分子量有机酸联合作用对紫色土铁形态分布的影响

植物多酚(PP)和低分子量有机酸(LMWOA)对土壤铁形态转化有重要影响。以酸性、中性和石灰性紫色土为研究对象,采用不完全随机区组试验,用2种PP(即表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和芦丁)和2种LMWOA(即柠檬酸和草酸)溶液浸提供试土壤,测定其可溶铁(Fes)、游离铁(Fed)、活性铁(Feo)、络合铁(Fep)含量,探讨了PP与LMWOA对紫色土铁形态分布的影响。结果表明:PP与LMWOA各自单独作用均能使酸性紫色土Fes增加、中性紫色土Fes减少;对于石灰性紫色土,PP会促进其Fes增加,而LMWOA作用相反。EGCG与LMWOA联合作用,在酸性和石灰性紫色土上均表现为LMWOA通过促使本应转化为Fes的转化为Fep而掩蔽EGCG对铁的溶解作用;芦丁与LMWOA联合作用,在酸性紫色土铁的溶解上表现为协同效应,在石灰性紫色土上则表现为LMWOA会抑制芦丁对铁的溶解作用;对于中性紫色土,PP与LMWOA联合作用可促进Fed向Fes转化而削弱PP对铁溶解的抑制作用。     

外源低分子量有机酸对土壤中钙素迁移特征的影响

论文采用室内土柱模拟的方法,研究了草酸和柠檬酸2种外源低分子量有机酸对土壤中钙素迁移特征的影响。研究结果表明:添加草酸在淋溶前期抑制了土壤钙素的淋失,在后期则促进了土壤钙素的淋失;添加柠檬酸则极大地促进了土壤钙素的淋失。增加2种低分子量有机酸的浓度均可促进土壤中钙素的淋失。对土壤钙素淋失的作用为柠檬酸草酸。其中添加草酸和柠檬酸解离产生的H+对钙素的淋失影响相对较大。施入2种有机酸后促进了钙素的淋失,减少了土柱剖面土壤全钙的含量,但淋洗后仍增加了土壤剖面有效钙的含量。     

低分子有机酸/盐对森林暗棕壤铁的释放效应

模拟森林凋落物淋洗液中草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐的浓度范围,设计了不同浓度草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐溶液一次性浸提和多次连续浸提等系列实验,结果表明,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐对暗棕壤铁具有活化作用,活化作用大小因有机酸/盐种类、浓度和土壤性质而异。随着低分子有机酸/盐浓度的增加,A1层和B层暗棕壤活化释放的铁也逐渐增多。pH 5.16的低分子有机盐溶液对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的相应低分子有机酸,即柠檬酸盐>柠檬酸,草酸盐>草酸,因此推断草酸盐和柠檬酸盐溶液促进暗棕壤铁活化释放的机理主要在于低分子有机酸阴离子的配位反应。柠檬酸/柠檬酸盐对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的草酸/草酸盐,即柠檬酸>草酸,柠檬酸盐>草酸盐,这主要与柠檬酸对铁较强的络合能力及较大的离解常数有关。A1层与B层相比,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐均对B层暗棕壤释放的铁量较高。另外,低分子有机酸对暗棕壤铁的释放并不是一次就能完成的,第一次以后的连续4次浸提仍源源不断释放出数量可观的铁。     

Simultaneous Determination of Low Molecular Weight Organic Acids in Soil Solution by Ion Chromatography

A simple and precise ion chromatographic (IC) method for determination of citric, malonic, succinic, formic, acetic and propionic acids in soil solution was developed. It requires a prior cleanup to the soil solution samples by anion exchange resin (AG1-X8) and determination of organic acids using a Dionex Model 2010i IC. Separation of organic acids by IC permitted their quantitation by conductivity measurements, following suppression of background conductivity by a fiber suppressor. A high degree of precision was achieved in the quantitation of organic acids studied. With the IC method, citric, malonic, succinic, formic, acetic and propionic acids can be determined simultaneously in 16 min. A single operator can analyze about 30 samples in a single working day.     

低分子量有机酸对石灰性土壤磷素形态转化及有效性的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种低分子量有机酸对石灰性土壤中磷的活化作用。结果表明:供试有机酸通过溶解、螯合等作用均能不同程度地促进合成磷酸盐的磷素释放。活化DCP、ODP、Fe-P、A l-P的能力依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸>乙酸;活化FA的能力是草酸>柠檬酸>苹果酸>酒石酸>乙酸。同种有机酸作浸提剂时,有机酸浓度越高磷酸盐中磷素释放量也越大。施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、A l-P和Ca10-P,增加Ca2-P、Ca8-P和O-P含量,总的趋势是促进土壤中植物难以利用的无机磷形态向有效性较高的形态转化。这种促进作用大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

低分子量有机酸对土壤有效磷及重金属释放影响的研究进展

农药化肥的过量施用、重金属矿产开发冶炼、污水灌溉等导致土壤磷素养分降低和重金属污染,对生态环境、粮食安全和人类健康带来一定的风险隐患。土壤低分子量有机酸是一类重要的土壤有机活性物质,在土壤质地、养分循环和重金属毒害等方面起重要作用,但低分子量有机酸对土壤磷素和重金属释放影响的研究尚没有系统归纳。本文结合国内外研究进展,综述了土壤低分子量有机酸的来源、浓度、功能及其影响因素,举例说明了低分子量有机酸种类、浓度等对土壤磷及重金属释放的影响。系统总结了低分子量有机酸对土壤磷活化及重金属释放的机制。低分子量有机酸与其他物质协同提升土壤磷素有效性和降低重金属污染,这些结果为土壤磷素有效性的提升和重金属污染土壤修复提供科学依据和技术支撑。