生物质炭中盐基离子存在形态及其与改良酸性土壤的关系

为研究生物质炭中盐基离子存在形态及其与改良酸性土壤的关系,通过厌氧热解的方法于300、500和700℃下制备了玉米秸秆炭。考察了热解温度对玉米秸秆炭水溶性、交换性和盐基总量的影响。采用室内培养的方法考察了添加玉米秸秆炭对酸性土壤的改良效果。结果表明:热解温度影响玉米秸秆炭各形态盐基离子含量,玉米秸秆炭总K、总Na、总Ca、总Mg、水溶性K、水溶性Na、水溶性Ca、交换性Ca和交换性Mg含量随热解温度升高显著增加;水溶性Mg和交换性K含量随热解温度升高先增加后下降。玉米秸秆炭中的K和Na主要以水溶态存在,约40%的Ca和30%的Mg以交换态存在,约50%的Ca和70%的Mg以其他形态(主要为难溶态)存在。添加玉米秸秆炭能极显著提高酸性土壤pH和降低土壤交换性Al3+含量,提高和降低幅度随热解温度升高极显著增加。总K+总Na+总Ca+总Mg含量可以作为衡量玉米秸秆炭提高酸性土壤pH能力的间接指标。添加玉米秸秆炭能极显著提高土壤交换性K、Na和Mg含量,能显著提高交换性Ca和总盐基离子含量。玉米秸秆炭总K和总Na含量是提高土壤交换性K和Na含量的决定因素,交换性Ca含量在提高土壤交换性Mg和交换性盐基总量中起决定作用。     

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。     

添加葡萄糖对红壤农田肥料氮转化及其酸化的影响

采用室内培养实验,初步研究了外加葡萄糖对红壤肥料氮素转化及其酸化作用的影响,其中葡萄糖添加量充足,为8 g·kg–1干土,氮肥以(NH4)2SO4和KNO3为例.结果表明,在对照、单施(NH4)2SO4或KNO3处理中,土壤中氮转化过程主要以有机氮净矿化和铵态氮净硝化为主,这主要是由于红壤可利用碳源较少.而外加足够葡萄...     

可变电荷土壤中特殊化学现象及其微观机制的研究进展

综述了近年来可变电荷土壤化学研究的进展,着重总结了可变电荷土壤中的盐吸附、铁铝氧化物对土壤自然酸化的抑制作用和离子强度对离子专性吸附的影响等特殊化学现象及其微观机制的研究进展。用颗粒表面扩散层重叠导致有效电荷数量减小的原理解释了盐吸附现象和铁铝氧化物对土壤自然酸化的抑制作用。阐明了可变电荷土壤和矿物中介质离子强度影响离子专性吸附的机制,用四层吸附模型解释了离子专性吸附随离子强度增大而增加的现象,并根据胶体zeta电位随离子强度改变而变化的趋势进一步证明了离子强度增大使胶体专性吸附面上静电电位的绝对值减小,是离子专性吸附随离子强度增大而增加的主要原因。带电颗粒表面双电层结构和双电层相互作用的深入研究,有助于阐明可变电荷土壤中一些特殊化学现象的微观机理,从而进一步完善土壤化学理论。     

Cs离子吸附法测定土壤和矿物的永久负电荷

离子吸附法是测定土壤表面电荷最常用的方法,由于吸附离子选择的限制,长期以来用这一方法得到的结果偏低。Cs+的水合离子半径在元素周期表第一主族中最小,用其作为吸附离子测定土壤表面电荷有诸多优点。研究结果表明,Mehlich法得到的CEC8.2小于NH4OAC法得到的CEC,由该方法获得的土壤永久负电荷数据也小于Cs+吸附法测定的结果,Cs+吸附法获得的土壤永久负电荷数据更符合实际。Cs+吸附法得到的几种土壤永久负电荷量由小到大的顺序为:海南澄迈砖红壤(50~80cm)<广西柳州红壤(60~160 cm)<江西进贤红壤(80~150 cm)<安徽宣城红壤(0~20 cm)<江苏南京黄棕壤(20~40cm),表明随着纬度的增加,土壤永久负电荷量逐渐增加,CEC表现为相似的趋势。     

pH对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在可变电荷土壤表面竞争吸附的影响

在实际的重金属污染体系中往往有多种重金属元素同时存在，当这一污染体系与土壤作用时不同重金属离子对土壤表面存在竞争吸附。Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）是土壤中常见的2种重金属离子，土壤和矿物表面对2种离子的竞争吸附或2种离子吸附亲和力的比较已有一些研究报道。一般认为土壤对Pb（Ⅱ）的吸附亲和力大于对Cu（Ⅱ）的吸附亲和力，但在可变电荷土壤和矿物中情况有所不同。McKenzie的结果表明合成赤铁矿在pH3．0～6．0范围内对Pb（Ⅱ）的吸附亲和力大于Cu（Ⅱ），而针铁矿的结果相反。     

用悬液Wien效应研究阳离子与土壤粘粒间的能量关系

从能量关系研究土壤带电粘粒与电解质离子间的相互作用一直是土壤化学家希望解决的课题。本文介绍阳离子与带电粘粒间的平均结合自由能和平均吸附自由能的计算公式,并用悬液Wien效应法研究K 、NH4 、Ca2 和Cd2 与黄棕壤、棕壤和黑土粘粒间的能量关系。研究结果表明:K 和NH4 的平均结合自由能范围为6.3~7.1kJmol-1,K 的结合能稍大于NH4 的;Ca2 和Cd2 的结合能范围为7.2~9.4kJmol-1。同一阳离子与不同土壤的结合能顺序如下:黄棕壤<棕壤<黑土。它们在同一高场强(如150kVcm-1)下的平均吸附能ΔGad值:K 和NH4 在黄棕壤和棕壤粘粒上的很接近,分别为0.9和0.8kJmol-1,而在黑土粘粒上,NH4 的较K 的大0.1kJmol-1;Ca2 在黄棕壤和黑土上的吸附能较Cd2 的分别大0.3和0.6kJmol-1;二价阳离子的平均吸附自由能约为一价阳离子的2~2.5倍。     

我国东部七省（闽、浙、赣、湘、鄂、苏、皖）生态系统对酸沉降的临界负荷的研究2.临界负荷和临界负荷图

本文用MAGIC区域模型研究了我国东部地区生态系统对酸沉降的临界负荷,并初步编制了临界负荷图.根据模型的预测结果,对不同酸沉降水平下,该地区土壤的酸化趋势进行了讨论.根据所编制的酸沉降临界负荷图,讨论了我国东部七省临界负荷的概况及其实际意义.     

用悬液Wien效应研究Na+、K+、NH4+、Ca2+、Zn2+和Cd2+阳离子与红壤黏粒间的相互作用及能量关系

采用悬液Wien效应法研究了Na+、K+、NH4+、Ca2+、Zn2+和Cd2+阳离子与红壤黏粒间的相互作用及能量关系。结果表明,在试验条件下,红壤黏粒与阳离子Na+、K+、NH4+、Ca2+、Zn2+和Cd2+的平均结合自由能分别为:4.50、7.35、7.15、9.12、9.84和9.63 kJ mol-1。含Ca2+悬液的电导率随场强增加而递增最快,含Na+和NH4+悬液的电导率随场强增加而增加最慢,而含K+、Zn2+和Cd2+的悬液电导率的增速相近、介于其间。红壤悬液中不同阳离子的解离速率顺序为Ca2+>K+>Zn2+=Cd2+>Na+=NH4+。在低场强(15～80 kV cm-1)下,不同阳离子的平均吸附自由能ΔGad没有差异。在场强100 kV cm-1以上,二价阳离子的ΔGad明显大于单价阳离子,不同阳离子间ΔGad的大小顺序为NH4+≤Na+>K+=NH4+>Ca2+>Zn2+=Cd2+,Na+离子平均解离度的递增速率(场强增加1kV cm-1所引起的解离度增量)最大,为0.000 427 cm kV-1,其次是Ca2+离子,为0.000 221 cm kV-1,其余阳离子为0.000 12～0.000 14 cm kV-1。     

土壤—水体系中离子反应平衡时间的电导法检测

采用电导法检测了土壤—水体系中离子反应达到平衡所需的时间。5种土壤和硝酸盐溶液(10-4/3z mol L-1)配制的20种悬液(30 g kg-1)的电导率时间变化曲线表明,所有悬液的电导率均呈下降趋势,在平衡100~300 h后不再变化。含Cu(NO3)2和Pb(NO3)2溶液(10-4mol L-1)的黄棕壤悬液(10 g kg-1)的Wien效应曲线的位置和形状随平衡时间而变,但当平衡时间≥480 h,曲线出现重叠。含NaNO3和KNO3溶液(2×10-4mol L-1)的黄棕壤悬液(10 g kg-1)的电导率与离心清液中Na 和K 离子浓度随平衡时间呈同步变化趋势,平衡初期均不断下降,分别在平衡70 h和30 h后趋达稳定。这些实验结果表明,电导法确是一种检测土壤—水体系中离子反应平衡时间的简易手段。