蒽在几种典型土壤中的吸附行为研究

采集了黑龙江黑土、江西红壤、北京潮土、新疆灰漠土,并从中提取了胡敏酸。这些土壤和胡敏酸样品均采用红外光谱进行定性分析,并以这些土壤及其胡敏酸作为吸附剂吸附多环芳烃蒽,蒽的定量采用荧光光度法。结果表明,黑土对蒽的初期吸附速度较快,吸附50h后达到平衡。土壤及其胡敏酸对蒽的吸附均较好地符合了Freundlich模型,说明吸附属多种吸附点共同作用,每种吸附位点表现不同的吸附自由能及位点总剩余度。不同种类的土壤对蒽的吸附能力不同,吸附能力与土壤中有机质含量成正相关关系。不同来源胡敏酸对蒽的吸附能力不同,这种吸附能力的差异可能与构成该土壤胡敏酸生物大分子的某些化学基团含量不同有关。     

除草剂草萘胺在土壤-水环境中的吸附行为及其机理

采用高效液相色谱法(HPLC)测定了土壤、胡敏酸及粘土矿物对除草剂草萘胺的吸附效应,并用FTIR图谱分析对其吸附机理进行了研究.结果表明,草萘胺在5种土壤上的吸附均很好地符合Freundlich方程,吸附常数Kf值在3.98～12.82之间.5种土壤对草萘胺吸附容量大小的次序为:黄泥土＞黑土＞黄棕壤＞红壤＞潮土.将吸附常数Kf与土壤的理化性质进行多元逐步回归分析表明,土壤有机碳含量与草萘胺吸附容量呈线性关系(R2=0.997,p＜0.05 n=5).红外光谱分析结果表明,草萘胺可能通过脂肪族分配及疏水吸附等形式与HA发生了结合.     

生物质炭施用对土壤中氯虫苯甲酰胺吸附及消解行为的影响

分别在黑土、黄壤、红壤、紫色土和潮土中添加0.5%(质量分数)生物质炭,采用批处理等温吸附实验及室内消解实验测定了CAP的吸附等温线及消解动态,目的是揭示不同类型土壤中施用生物质炭对残留CAP的环境行为影响规律,为评估生物质炭田间施用综合生态效应,评价土壤残留CAP的环境污染风险提供理论依据.结果表明,生物质炭施用可提高土壤对CAP的吸附活性,但提高程度因土壤性质不同而异.有机质含量较高的黑土中添加生物质炭,吸附农药Kd值提高了2.17%,而有机质含量较低的潮土添加等量生物质炭后则提高了139.13%.生物质炭施入土壤后其对农药吸附活性受到不同程度抑制.与施入土壤前比较,生物质炭施入黑土、黄壤、红壤、紫色土和潮土中后吸附常数KF,biochar分别降低了96.94%、90.6%、91.31%、68.26%和34.59%.CAP在黑土、黄壤、红壤、紫色土和潮土中的消解半衰期为115.52、133.30、154.03、144.41和169.06 d,而在添加生物质炭的土壤中消解半衰期分别延长了20.39、35.76、38.51、79.19和119.75 d.与吸附实验结果一致,生物质炭施入黑土对延缓农药土壤消解作用最小,而潮土中施入生物质炭效果最明显.本研究表明生物质炭施入土壤后可增强对农药的吸附作用,延缓农药的土壤消解,但影响程度与土壤性质有关.     

环丙氨嗪在我国5种代表性土壤中的吸附特征

采用批平衡法,研究了环丙氨嗪在江西鹰潭红壤、江苏南京黄棕壤、江苏常熟水稻土、河南封丘潮土和黑龙江海伦黑土5种土壤中的吸附特征.结果表明,环丙氨嗪在5种供试土壤中的吸附过程趋于线性吸附,且均能以Freundlich模型和Langmuir模型较好地进行线性拟合.其中,环丙氨嗪的土壤吸附lgKf值分别为:潮土1.650 5、黄棕壤1.671 5、红壤1.715 3、水稻土2.457 9和黑土2.655 7,表明环丙氨嗪在5种土壤中的吸附行为存在较大差异.Kf与土壤有机质含量呈正相关(r=0.989),与土壤pH之间呈显著负相关(r=-0.938).其吸附自由能变化为-20.8~-23.0 kJ/mol,表明环丙氨嗪在土壤中的吸附主要是物理吸附.     

土壤及土壤矿物对类胡敏酸的吸附解吸及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了不同pH值、离子强度、类胡敏酸浓度和接触时间条件下,黑土、白浆土及蒙脱石对类胡敏酸(HLA)的吸附作用.结果表明:随着HLA浓度的增加,土壤及蒙脱石对HLA的吸附量增加.黑土、白浆土及蒙脱石对HLA的吸附等温线均为L型,其吸附不可逆性表现为白浆土＞蒙脱石＞黑土.通过Langmiur方程计算,蒙脱石、白浆土对HLA达到吸附平衡时的最大吸附量分别为764.7、790.3 mg·g-1,而黑土为35.27 mg·g-1.Freundlich方程可以很好地描述白浆土、蒙脱石对HLA的吸附和解吸等温线,而Temkin方程可以很好地描述黑土对HLA的吸附和解吸等温线.同时,3种材料的吸附自由能△G°＜0,吸附热Qm ＞0,表明其对HLA的吸附是自发的、放热的过程.随着pH的升高,黑土、白浆土及蒙脱石对HLA的吸附量减少;随离子强度的增加,黑土、白浆土及蒙脱石对HLA的吸附量增大.黑土、白浆土及蒙脱石对HLA的吸附动力学过程划分为快反应和慢反应阶段,其中,蒙脱石、白浆土对HLA的吸附动力学过程用一级动力学方程拟合的效果最好,而对黑土而言,用Elovich方程描述更合适.     

腐殖质修复TNT污染土壤的机理探索

在总结大量文献的基础上,主要就腐殖质修复TNT污染土壤的机理进行了探讨。腐殖质具有较大比表面积,含有大量的羧基、酚羟基、羰基、醇羟基等官能团,能通过共价吸附、微孔吸附、疏水性吸附、静电吸附等与土壤中TNT及其转化产物相互作用,进而影响土壤中TNT及其转化产物的迁移和生态毒性。     

2种典型土壤中外源Ag~+的吸附行为及形态转化研究

采用一次平衡法研究了我国典型土壤——东北黑土和湖南红壤对Ag+的吸附特性及pH对土壤Ag+吸附的影响,并运用连续提取法分析了Ag+在2种土壤中吸附前后赋存形态的变化.结果表明,土壤对Ag+的吸附量随着Ag+溶液初始pH的升高而增加;在Ag+浓度为0～100mg·L-1范围内,东北黑土和湖南红壤对Ag+的吸附量均随着溶液中初始Ag+浓度的增加而增加,当Ag+浓度为0～20mg·L-1时增加明显,20～100mg·L-1趋于平缓.2种土壤的吸附等温线与Langmuir方程均具有良好的拟合性,拟合结果计算出Ag+在东北黑土和湖南红壤中的最大吸附量分别为250mg·kg-1和88.5mg·kg-1,表明东北黑土的吸附能力大于湖南红壤.东北黑土和湖南红壤的吸附动力学特征相似,吸附速率很快,均能在30min内达到吸附平衡,但东北黑土在0～30min内的吸附速率明显大于湖南红壤.形态分析结果表明,吸附后湖南红壤中离子交换态和残渣态的含量都增加迅速,而东北黑土中有机金属络合态、离子交换态、碳酸盐结合态和残渣态的含量增加明显.     

胡敏酸在土壤中的迁移

研究了不同条件下胡敏酸在土壤中的迁移过程.结果表明,其迁移过程表现出较大的差异,在溶液pH值、胡敏酸浓度和溶液流速均较高时,胡敏酸迁移的阻滞因子和在土壤中的吸附系数均较低,有利于胡敏酸在土壤中的迁移;在溶液pH值、胡敏酸浓度和溶液流速均较低时,土壤对胡敏酸迁移的阻滞作用较大.胡敏酸的迁移还与土壤性质有关,土壤黏粒含量和阳离子交换量越高,胡敏酸在土壤中吸附的越多,越不利于迁移.在土壤中的吸附是胡敏酸迁移的主要控制因素,在预测胡敏酸在水土环境中迁移时,应该充分考虑不同条件下胡敏酸在不同性质土壤中的吸附.     

谷壳的差热红外扫描电镜分析及对铜铅离子的生物吸附研究

用差热分析(DTG-DTA)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM/EDS)等方法对谷壳的质量随温度上升而变化的情况、表面的官能团、表面形态及主要元素构成等进行了分析,并研究了谷壳对水溶液中Cu2 、pb2 的生物吸附作用.加热170℃时谷壳质量损失约6%,至170～290℃时质量损失约45%,至500℃时质量仅余约11%.在320℃、440℃分别有2个放热峰.谷壳的红外吸收光谱图主要由碳水化合物如木质素、纤维素等的吸收带组成.红外光谱分析表明,1735 cm-1和1615 cm-1处的吸收峰为不同C=O的伸缩振动峰;1515 cm-1处为苯环的骨架振动峰,而1243 cm-1处是苯羟基中C-O的伸缩振动峰.1456 cm-1处的吸收峰为CH3-和CH2-的弯曲振动峰,1374 cm-1处是甲基的弯曲振动峰.SEM/EDS分析表明,谷壳表面粗糙,且主要由碳氧硅铝元素构成.结果表明,吸附时间、溶液pH、吸附剂用量、金属离子初始浓度及Na 和Ca2 离子对吸附均有影响.谷壳对Cu2 、Pb2 的吸附在30min基本达到平衡,在pH为5左右吸附效果较好,Ca2 对吸附的影响比Na 严重.随初始浓度的增加,吸附量增大,且吸附可用Langmuir方程描述.在本实验条件下,谷壳对Cu2 、Pb2 的最大吸附量分别为3.46 mg·L-1、12.5mg·L-1.一种金属离子的存在能显著降低谷壳对另一种金属离子的吸附,且pb2 对Cu2 的影响较Cu2 对pb2 的影响更严重.单一体系和混合体系的实验结果表明,谷壳对单一体系中Cu2 、Pb2 的吸附能力分别大于对混合溶液中Cu2 、Pb2 的吸附能力.     

天然土壤有机质中菲的分配行为

天然土壤吸附不同初始浓度的菲后,提取胡敏酸组分(包括胡敏酸和富里酸),通过计算得到胡敏素组份所吸附的菲,用以研究菲在2种组份中的动态吸附/分配行为,以及初始浓度的影响,并利用Freundlich式进行拟合.结果表明:天然土壤中菲的吸附/分配过程表现出分阶段特征:从最初的快吸附至48 h左右达到转折点,然后进入慢吸附过程.在快吸附至转折点阶段,胡敏酸组分中菲的吸附比例(吸附量与初始量之比)出现先升后降的波动,可归因于初始时段矿物表面吸附、胡敏素竞争吸附的影响.在慢吸附阶段,胡敏酸中菲的吸附比例变化很小,菲初始浓度的影响也不大;而对于胡敏素组份,低初始浓度条件下菲的吸附比例明显大于高初始浓度条件,并呈现逐步增加的趋势,表明胡敏素组份是慢吸附的主要发生域.模型参数拟合结果显示:胡敏酸、全土、胡敏素吸附的非线性程度依次增加,并随时间逐渐加强.在吸附/分配的动力学过程中,胡敏酸和胡敏素分阶段不同的变化特征反映出土壤有机质组分异质性对非线性吸附行为的影响.     

微生物群落对土壤微生物呼吸速率及其温度敏感性的影响

通过灭菌和重新接种不同土壤微生物群落的方法,探索了改变土壤微生物群落对土壤微生物呼吸速率及其温度敏感性的影响.结果表明,灭菌海伦黑土接种未灭菌的哈尔滨黑土、封丘潮土和祁阳红壤后,15℃时土壤CO2的累积释放量分别为684.25、753.97和644.91μg,25℃时土壤CO2的累积释放量分别为963.06、1 015.44和852.31μg,35℃时土壤CO2的累积释放量分别为1 252.55、380.36和1 177.88μg;土壤CO2的累积释放量随接种剂土壤pH增加而增加,而与接种剂土壤有机质含量高低、接种剂土壤与被接种土壤的地理距离无关.15、25和35℃时,接种不同微生物群落的土壤呼吸速率表现差异的持续时间分别为104、277和1 177 h,差异持续时间随培养温度增高而延长.接种未灭菌的哈尔滨黑土、封丘潮土和祁阳红壤后,土壤呼吸温度敏感性指数Q10在0～104 h分别为1.63、1.49和1.80,在0～277 h分别为1.43、1.39和1.46,在0～1 609 h分别为1.35、1.35和1.35;呼吸温度敏感性随接种剂土壤pH降低而增加,随培养时间延长而减小.本研究表明改变土壤微生物群落将影响土壤微生物呼吸速率及其温度敏感性.     

不同类型土壤中As(Ⅴ)解吸行为的研究

为了解As(Ⅴ)在土壤中的解吸行为及不同类型试剂(NaOH、NaCl、NaHCO3、柠檬酸、草酸及磷酸盐缓冲液)对所吸附砷的解吸效果,对As(Ⅴ)在不同类型土壤中的解吸热力学和动力学效果进行了研究.结果表明,NaOH和磷酸盐缓冲液对几种土壤吸附砷的解吸效果较好,解吸率分别在47.3%～73.0%和35.4%～66.6%...     

五种土壤吸附喹乙醇特性的研究

用振荡平衡法研究了喹乙醇在东北黑土、常熟水稻土、陕西潮土、南京黄棕壤和江西红壤中吸附行为及其影响因素.结果表明,喹乙醇在5种土壤中的吸附行为均可用Langmuir方程和Freundlich方程进行良好的线性拟合.其吸附系数KF很小,分别为2.813,1.740,0.446,0.309和0.201,显示很难被土壤吸附.其KF与土壤有机质含量及阳离子交换量呈良好的相关性.而与土壤pH值及黏粒含量相关性较差.温度和离子强度均对喹乙醇在土壤中的吸附有一定影响,较低的温度和离子强度均有利于土壤对喹乙醇的吸附.     

外源硝态氮对典型耕作土壤冻结过程N2O排放的影响

为明确外源硝态氮添加对典型耕作土壤冻结过程N₂O排放的影响,应用室内冰柜模拟土壤冻结过程,研究在室温-冻结过程中硝态氮添加(0、80、200和500 mg/kg)对3种典型耕作土壤(黑土、潮土和黄土)N₂O排放影响的特征. 结果表明:外源硝态氮的添加促进了黑土和潮土的N₂O排放,在200 mg/kg硝态氮添加处理下,黑土和潮土的N₂O排放通量比CK(对照)分别增加了849%和676%;但在添加高浓度(500 mg/kg)硝态氮时,黑土和潮土的N₂O排放通量分别比200 mg/kg处理降低39.3%和21.2%,表现为显著抑制. 随冻结过程的进行,黑土和潮土的N₂O排放通量均逐渐降低并接近零排放. 黄土N₂O排放通量在室温-冻结过程中变化范围很小,甚至出现负排放. 多因素方差分析结果表明,土壤类型显著影响N₂O累计排放量,而土壤pH和C/N是其中重要的影响因子. 根据室内培养试验结果,为减排N₂O,建议在深秋整地施肥时期尽量避免在潮土和黑土中施用硝态氮肥. 黄土的N₂O排放似乎对外源硝态氮的添加反应不明显,这有待在大田气候-植物-土壤综合条件下进一步验证.      

我国典型土壤对病毒等温静态吸附的数值模拟

通过室内等温静态批量平衡吸附实验,采用3种常见的等温线（Freundlich方程、Langmuir方程和Temkin方程）对2种病毒（MS2和X174）在2种处理（非灭菌和灭菌）条件下的6种土壤（红壤土、红粘土、乌栅土、黄泥土、沙质潮土和壤质潮土）中的吸附行为进行了回归拟合.实验结果和模拟结果均表明,土壤性质、病毒性质、土壤中的土著微生物对病毒在土壤中吸附行为均具有重要的影响.红粘土对MS2和X174的平均吸附比例几乎能达到100％,而2种潮土（沙质潮土和壤质潮土）相对较弱;总体来看土壤对X174的吸附能力高于MS2,但灭菌后的土壤对MS2的吸附能力却高于X174.在数值模拟中,Freundlich方程和Langmuir方程均具有理想的相关性.Freundlich方程能够表现出病毒浓度对其在土壤中吸附行为的影响;尽管Langmuir方程能够应用于土壤对病毒吸附能力的比较,但本研究中不能应用Langmuir方程来计算土壤对病毒的最大吸附量.     

稻田环境与除草剂去草胺降解速率的关系

在稻田自然环境中,去草胺乳油和颗粒剂的残留半衰期,在田水中分别为1.65—2.84d和5.78—6.30d,在土壤中分别为2.67—5.33d和4.95—6.30d.经过水稻一个生育期,去草胺在糙米等样品中的最终残留量均降至可检水平以下.土壤微生物对去草胺的降解起着主导性的作用,在灭菌和不灭菌土壤中的残留半衰期分别为433d和18.50—29.40d.去草胶在涂土等四类不同属性的土壤中的渗漏性大小顺序,依次为涂土、小粉土、青紫泥和红壤.     

解淀粉芽孢杆菌对水中丁草胺的降解及影响

用解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)作为试验菌种,对除草剂丁草胺(N-丁氧甲基氯-2′-氯-2′,6′-二乙基乙酰替苯胺)在水介质中的微生物降解进行了研究.筛选了解淀粉芽孢杆菌降解丁草胺的最佳试验条件,研究了不同初始pH和添加外源腐殖酸对丁草胺微生物降解的影响.用高效液相色谱法(HPLC)检测了丁草胺残留量和降解产物,用红外光谱法(FTIR)分析测定了反应前后腐殖酸的变化情况.结果表明:解淀粉芽孢杆菌对丁草胺具有明显的降解效果,丁草胺初始质量浓度越高,其降解速率和降解效率也越高,碱性条件下丁草胺的降解率明显比酸性条件下高;腐殖酸的加入不仅能吸附丁草胺还能促进细菌对丁草胺的微生物降解,并能影响丁草胺的微生物降解产物.      

丁草胺在土壤中吸附特性研究

采用室内模拟试验方法,研究了丁草胺在三种不同有机质含量土壤中的吸附特性曲线,采用批量平衡法,用三种土壤对丁草胺进行吸附,并通过改变三种土壤的投加量、温度和pH进行实验。实验结果表明,丁草胺在三种不同土壤中的吸附平衡时间大约为12h,以快速吸附为主,土壤的有机质含量是影响土壤吸附性能的重要因素,土壤有机质含量与土壤对农药的吸附呈正相关,土壤的投加量越大固相中的吸附量也越大,丁草胺在土壤中的吸附随着温度的升高而减弱,但影响并不明显;碱性条件不利于土壤对丁草胺的吸附量。     

稻田环境与除草剂去草胺降解速率的关系

在稻田自然环境中,去草胺乳油和颗粒剂的残留半衰期,在田水中分别为1.65-2.84d和5.78-6.30d,在土壤中分别为2.67-5.33d和4.95-6.30d.经过水稻一个生育期,去草胺在糙米等样品中的最终残留量均降至可检水平以下.土壤微生物对去草胺的降解起着主导性的作用,在灭菌和不灭菌土壤中的残留半衰期分别为433d和18.50-29.40d.去草胶在涂土等四类不同属性的土壤中的渗漏性大小顺序,依次为涂土、小粉土、青紫泥和红壤.