酸性条件下可变电荷土壤对锌的吸附动力学特征

用自行设计的动力学装置,研究了酸性条件下Zn在可变电荷土壤表面的反应动力学吸附特征.结果表明,在酸性条件下,Zn吸附过程分快反应和慢反应.从一级动力学方程拟合的参数可知,土壤的最大吸附量依次为砖红壤>赤红壤>红壤,表观最大吸附量随酸度增加显著下降,砖红壤、赤红壤和红壤在流入液pH5.5时zn的吸附量为2.81、2.72和1.83 mmol·kg-1;pH3.3时为1.0、0.38和0.12 mmol·kg-1.用Elovich方程和抛物线扩散方程常数b值,解释离子的表观扩散速率,三种土壤的b值依次为砖红壤>赤红壤>红壤,且随酸度的增大而降低.在Zn吸附过程中,pH5.5时,三种土壤流出液中有质子释放;当原液pH值为4.3、3.8和3.3时,都存在质子的消耗.砖红壤上快速消耗H+量远远大于红壤和赤红壤.反应初期,H+质子的消耗是快速反应,主要包括土壤交换阳离子的缓冲作用、土壤表面的质子化及硫酸专性吸附释放的羟基中和H+质子.     

酸性条件下可变电荷土壤表面Pb~(2+)-H~+反应动力学特征

研究了酸性条件下Pb在可变电荷土壤表面的反应动力学.结果表明,在酸性条件下,从一级动力学方程拟合的参数可知,三种土壤的最大吸附量依次为砖红壤>赤红壤>红壤,Pb最大吸附量随酸度的增加显著下降.红壤、赤红壤和砖红壤在pH 5.5处理的半反应时间(t1/2)分别为231 min,266 min和182min;pH 3.3处理的t1/2分别为43 min,26 min和32 min.用Elovrich方程和抛物线扩散方程常数(b)解释离子的表观扩散速率,三种土壤的b值依次为砖红壤>赤红壤>红壤,且随酸度的增大而降低.在Pb的吸附过程中,pH值为5.5和4.3时,红壤和赤红壤流出液中有质子释放;当原液pH值为3.3和3.8时,都存在质子的消耗.三种土壤H+的消耗过程有较大的区别,砖红壤快速消耗的H+量远远大于红壤和赤红壤.反应初期,H+的消耗是快速反应,主要包括土壤交换阳离子的缓冲作用、土壤表面的质子化及硫酸根专性吸附释放的羟基中和H+;而后反应中H+对矿物的溶解是一个缓慢过程.     

镉在土壤上的吸附和解吸特性研究

本文研究了土壤对镉的吸附及其解吸特性,结果表明:红壤、黄棕壤、黄红壤吸附镉的等温线符合Langmuir方程。吸附常数K为:黄红壤>黄棕壤>红壤,与土壤基本性质(pH、有机质和无定型铁、锰含量)呈正相关;土壤吸附镉的MgCl_2解吸率为:红壤(50.7—91.9％)>黄棕壤(72.2—80.8％)>黄红壤(63.4—65.5％)>黄潮土(39.0—46.5％),Cu(OAc)_2为:黄潮土(30.0—40.0％)>黄红壤(11.7—22.2％)>黄棕壤(6.9—12.6％)>红壤(2.1—8.0％)。土壤对镉的吸附以离子交换为主,兼有络合或沉淀。如果添加石灰、树脂及葡萄糖,会显著影响土壤对Cd的吸附和解吸状况。     

可变电荷土壤对水体中磷酸根的吸附去除作用

采用一次平衡法和土柱淋溶法研究4种可变电荷土壤对磷的吸附容量,结果表明可变电荷土壤对磷有很强的吸附能力.4种土壤对磷吸附鲢的大小顺序为昆明砖红壤＞柳州红壤≈徐闻砖红壤＞鹰潭红壤,与土壤游离铁、铝氧化物的含量大小顺序一致.说明土壤铁、铝氧化物对磷酸根吸附有重要贡献.被土壤吸附的磷酸根在NO-3体系中的解吸量很小,一般不超过吸附量的10%,但在柠檬酸体系中磷酸根的解吸量量著增加,说明磷酸根主要通过非静电吸附机制被可变电荷土壤吸附.根据淋溶试验结果,昆明砖红壤、柳州红壤、徐闻砖红壤和江西红壤对磷的吸附量分别可达1 792、1 536、1 408和1 280 mg·kg-1,说明富铁可变电荷土壤可以用作水体中磷的有效吸附剂.从土柱淋溶试验获得的吸附量大于一次平衡试验所得值,说明由于磷吸附慢反应的贡献,磷的吸附量随平衡时间的增加而增加.     

褐土中磷镉交互作用对磷镉有效性影响

为了阐明磷与镉在土壤-植物系统中交互作用机制,通过施用磷肥提高镉污染土壤修复效率,通过室内培养试验研究了磷镉交互作用对磷镉有效性影响。在供试褐土中磷、镉分别以不同处理培养90 d后,接近自然状态下对磷、镉进行吸附、解吸。结果表明:(1)在磷镉同时加入时,速效P的质量分数随着施Cd质量浓度的升高而显著降低,在磷质量分数一定时,施镉降低了土壤中磷的有效性。(2)培养的含磷土壤对不同质量浓度镉吸附解吸时,褐土对镉的吸附量随着磷质量分数的增加而增加,此结果与(1)有一定的差异,可能的原因是向土壤中添加磷镉的顺序不同所造成的。     

不同比例钾钙锌共存对土壤镉吸附的影响

采用等温平衡法,测定了锌、钾、钙两两共存下赤红壤镉的吸附量,应用Freundlich方程分析了土壤镉的吸附特征,并计算了镉的分配系数(KdCd).结果表明,用Freundlich吸附等温方程拟合土壤镉的吸附特征具有很好的相关性.与单钠体系相比,钙钾、钙锌及锌钾共存均使赤红壤吸附镉的能力减弱,赤红壤的总吸附容量(Kf值)分别降低了56.5%、96.73%和91.3%.不同离子两两共存下改变土壤吸附镉能力的程度不同,钙钾共存的Kf值明显高于钙锌、钾锌共存,对Kf值的影响程度的次序为:锌钾≈钙锌,钙钾.钙锌、钾共存时,增加吸附体系中锌质量浓度将明显降低镉的分配系数(KdCd值),共存离子中锌含量与KdCd值呈明显负相关.钙锌、钾锌以不同比例与镉共存时,锌含量高低是制约KdCd值大小的主要因子.     

pH和添加有机物料对3种酸性土壤中磷吸附-解吸的影响

研究了pH和添加有机物料对红壤、砖红壤和水稻土中磷吸附-解吸的影响。结果表明,砖红壤和水稻土中磷的吸附量和解吸量均随pH的升高而降低,pH对红壤中磷吸附和解吸的影响很小。土壤阳离子交换量(CEC),铁、铝氧化物含量和有机质含量是影响磷吸附的主要因素。红壤的CEC和有机质含量很低,铁、铝氧化物含量高,因而对磷的吸附量最高。砖红壤和水稻土CEC较高,土壤表面对磷的排斥作用较大,而且较高含量的有机质覆盖了土壤表面的磷吸附位,因此这2种土壤对磷的吸附量低于红壤。添加稻草并进行恒温培养可使红壤和水稻土对磷的吸附量显著减少,但对砖红壤中磷吸附的影响较小。添加稻草使土壤磷的解吸量和解吸率增加,从而增加了土壤中吸附性磷的活性。     

钙锌钾共存对赤红壤镉吸附的影响

采用等温平衡法,测定了钙、钾、锌单一或两两共存下赤红壤镉的吸附量,并应用Freundlich方程log[Cs]=logKf nlog[Ce]分析了土壤镉的吸附特征。结果表明,与钠离子相比,Zn2 ,Ca2 ,K 共存均使赤红壤吸附镉的能力减弱,三种离子对分配系数Kf值的影响程度(设符号为y)的次序为y(Zn2 )y(钙钾)。锌与钙、钾两两共存时,锌对降低赤红壤镉的吸附能力具有决定作用。     

土壤对铜离子专性吸附特性的初步研究

本文就苏南水稻土(黄泥土)、江西进贤红壤和广东徐闻砖红壤进行了对铜离子专性吸附特性的探讨。专性吸附铜量以黄泥土和砖红壤较大,红壤较低。这与土壤氧化铁,有机质含量密切有关。在本试验条件下,土壤专性吸附的铜,可区分为两种:一为Na~+离子不能置代,但可为1M NH_4Cl所置代;另一是只能为0.1M HCl所解吸,后者称为固定态铜。我们设想土壤对铜的吸附,从交换吸附—NH_4Cl可置代的专性吸附一固定态的专性吸附,三者处于一种连续的和逐渐过渡的情况。三种土壤对铜离子的自净作用有明显差别。     

丁噻隆在土壤中的吸附和淋溶特性

分别利用振荡平衡法和土柱淋溶法研究了丁噻隆在不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素。结果表明,丁噻隆在5种供试土壤中的吸附特性能较好地用线性模型拟合,吸附能力顺序为:东北黑土>太湖水稻土>江西红壤>南京黄棕壤>陕西潮土,吸附常数Kd为0.19~2.87 mL.g-1,吸附性能较差。丁噻隆在3种典型土壤中的淋溶试验表明其具有较强的淋溶性,淋溶速率为:江西红壤>太湖水稻土>东北黑土。影响丁噻隆吸附和淋溶的主要因素是土壤有机质含量。     

砷酸根在可变电荷土壤颗粒表面的配位吸附

研究了砷在3种可变电荷土壤颗粒表面的吸附对土壤胶体Zeta电位的影响及砷酸根吸附过程中羟基的释放特征.在酸性条件下,土壤胶体吸附砷酸根后土壤表面的负电荷增加,Zeta电位下降.这说明砷酸根在土壤颗粒表面发生了专性吸附,吸附的砷酸根离子进入土壤胶体双电层的紧密层中.亚砷酸根吸附对土壤胶体Zeta电位的影响很小,说明它在土壤颗粒表面主要通过形成外圈型表面络合物而发生非专性吸附.砷酸根在土壤颗粒表面的吸附过程中有羟基释放,说明砷酸根与表面羟基发生了配位交换反应.羟基释放量随砷酸根加入量的增加和pH值的升高而增加.动力学实验结果表明,砷酸根吸附量和羟基释放量随时间具有相似的变化趋势,在开始的20min内,二者均随时间迅速增加,随后变化较小.羟基释放量与砷酸根吸附量的摩尔比也随时间的增加而增加,说明羟基释放反应滞后于砷酸根吸附反应.土壤体系中羟基释放量与砷酸根吸附量的摩尔比小于针铁矿体系,说明除铁铝氧化物外,土壤的其它固相组分也参与了对砷的吸附反应.     

土壤固相不同组分对镉,锌吸持的研究

本文选用三种不同类型的土壤，用连续提取法依次去除土壤固相中碳酸盐（石灰性土壤）、锰、有机质、无定型氧化铁和晶型氧化铁组分，制得分离某一组分或某几个组分后的土壤钙饱和的样品，藉此研究土壤固相各组分对重金属Ｃｄ和Ｚｎ吸持的影响，研究结果表明，不同土壤去除某一组分或多个组分后对Ｃｄ和Ｚｎ吸持的影响是不同的，土壤固相中组分的相互作用可能是其主要原因。     

添加羟基磷灰石对土壤铅吸附与解吸特性的影响

采用羟基磷灰石对四种不同类型的土壤进行铅的吸附-解吸试验.结果表明:四种土壤对铅的吸附均可用Langmuir和Freundlich方程进行描述,土壤中加入羟基磷灰石明显增加了土壤对铅的吸附量和吸附亲和力,同时降低了土壤中铅的解吸百分数,在偏酸性的红壤上表现更为明显,其最大吸附量增加28%.羟基磷灰石对铅吸附的反应机理可能与磷灰石溶解后与铅形成磷酸盐沉淀及其对铅的表面吸附作用有关.土壤对铅的吸附量及吸附亲和力与土壤的有机质、阳离子交换量及粘粒含量有显著正相关,而与土壤砂粒的含量呈负相关.     

胶团强化超滤中SDS胶团与镉离子的吸附特性

以十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,对含有Cd2 的水溶液进行胶团强化超滤分离.考察胶团强化超滤中表面活性剂与镉离子比值对镉离子吸附总量、截留率的影响,以及胶团与镉离子的吸附等温规律和吸附动力学规律,并对吸附机理进行了初步探讨.实验结果表明:Cd2 截留率可以达到97%以上,SDS与镉离子的吸附过程符合Langmuir吸附等温方程,并遵循Lagergren二级动力学规律,其吸附作用主要是化学吸附.     

铁、铝氧化物和土壤对苄嘧磺隆的吸附

用平衡吸附法研究了苄嘧磺隆在两种土壤(广州赤红壤、湖南红壤)和两种人工合成氧化物(针铁矿、铝氧化物)中的吸附,以及pH对吸附的影响.结果表明:(1)用Langmuir,Freundlich和Temkin等温方程描述供试样品对苄嘧磺隆的吸附,其中Freundlich吸附等温方程拟合的结果较佳.在苄嘧磺隆的实验浓度范围内和一定的pH条件下,吸附苄嘧磺隆的量随其浓度的升高而增加,其顺序为:铝氧化物＞湖南红壤＞针铁矿＞广州赤红壤.(2)苄嘧磺隆在供试样品中的吸附量随溶液pH值的升高而减小.     

温度和砷酸根对砖红壤中Cd（II）吸附动力学的影响

土壤中砷和镉同时存在的现象普遍存在,但目前对砷酸根与Cd(II)在可变电荷土壤表面协同作用的机制还了解不多。用一次平衡法研究了288 K和308 K温度条件下Cd(II)在昆明砖红壤表面的吸附动力学,比较了加入砷酸根对Cd(II)吸附动力学的影响。结果显示,加As(V)和升高温度均不仅增加Cd(II)的吸附量,而且提高了吸附反应的速率。Cd(II)在砖红壤表面的吸附反应进行的特别快,几乎在30 min内达到准平衡,假二级动力学方程能很好拟合30 min内的吸附动力学数据(r2>0.999 5)。从反应速率常数计算得到的活化能的结果表明,加As(V)显著降低了Cd(II)吸附反应的活化能,这是As(V)促进可变电荷土壤吸附Cd(II)的根本原因。     

采用XPS研究镉在蒙脱石表面的吸附机理

采用XPS方法,通过对比吸附镉前后蒙脱石表面元素结合能的变化,对镉在蒙脱石界面吸附机理进行研究.结果表明,吸附镉离子后电子由镉离子向氧、铁、硅原子转移,Al基本没有参与配位.除表面配位的化学吸附作用外,镉离子还通过与蒙脱石层间阳离子进行交换吸附而进入蒙脱石的层间.     

砷酸盐的溶解度及其稳定性随pH值的变化

本文讨论了铁、钙和钡的砷酸盐在水环境中的溶解度与稳定性，着重分析了砷酸盐在水中发生不一致性溶解与稳定性的关系。同时藉助PHREEQC程序，探讨了砷酸铁溶解时，其溶解度、砷的存在形式与pH值的关系，以及共存的氢氧化铁对稳定性的影响，并作出了Ca-As-水和Ba-As-水体系的Ig[As]-pH相图。     

广东省不同母质赤红壤磷的吸附与解吸

研究了广东省4种不同母质赤红壤磷的吸附与解吸特征，结果表明，4种不同母质赤红壤等温吸附方程（Langmuir方程，Freundilch方程和Temkin方程）的拟合结果都达到了极显著的水平。土训吸附磷量由大到小的顺序为：玄武岩＞页岩＞花岗岩＞砂页岩。赤红壤对磷的解吸顺序为：玄武岩＜页岩＜花岗岩＜砂页岩，说明粘粒较少的母质土壤对磷的吸附力也小，因此，更容量解吸。提高土壤有机质的含量，可以改善土训的供磷性能。     

北京地区3种污灌土壤镉最大吸附容量的推求

土壤对重金属的吸附容量是土壤重金属污染风险评价的一项重要指标,研究土壤对重金属的最大吸附容量对加强土壤环境的科学管理具有重要意义.采用阳离子交换量、平衡吸附方程和实验实测法推求了北京地区3种污灌土壤对重金属镉的最大吸附容量.由阳离子交换量(CEC)推求的北野厂、衙门口和永乐店3种污灌土壤对镉的最大吸附容量分别为:4822、4148和4721mg·kg-1;由单表面Langmuir方程推求的3种污灌土壤对镉的最大吸附容量均为5000mg·kg-1,由传统双表面Langmuir方程推求的3种土壤对镉的最大吸附容量分别为7040、6950和6994mg·kg-1,由双表面Langmuir方程的Sposito方法推求的3种污灌土壤对镉的最大吸附容量均为6200mg·kg-1;恒温25℃条件下,上述3种污灌土壤对镉的单分子层最大吸附容量实测值分别为5700、5600和5600mg·kg-1,多分子层最大吸附容量实测值分别为9000、8000和8120mg·kg-1.比较而言,双表面Langmuir方程是目前推求污灌土壤对镉最大吸附容量的较好方法.