水稻土团聚体中Cu~(2+)的解吸动力学特征

用磁力搅拌法和平衡吸附法研究了水稻土的原土和团聚体颗粒吸附态Cu2+的解吸动力学特征.结果表明,原土和团聚体颗粒Cu2+的解吸率大小顺序为粗粉砂级粉砂级原土砂粒级粘粒级,与其有机质、游离氧化铁、氧化铝含量大小顺序相反.Cu2+解吸过程可分为快、慢两个解吸阶段,快解吸阶段属于非专性吸附态Cu2+的解吸,慢解吸阶段属于专性吸附松结合态Cu2+的解吸.用一级动力学方程、E lovich方程和双常数方程模拟Cu2+的解吸过程,相关性均达显著水平.磨细后的原土Cu2+的解吸速率和解吸进度均大于4个粒组团聚体颗粒.Cu2+的解吸速率和解吸量与土壤表面Cu2+的吸附形态有关.     

模拟酸化下水稻土微团聚体Cu2+吸附与解吸的影响

采用低能量超声波分散和冷冻机干燥法提取太湖地区水稻土(黄泥土)微团聚体颗粒,用平衡液吸附法和CaCl2与HCl溶液的连续解吸法研究了它们在pH2～6范围内pH对Cu2 的静电吸附和专性吸附的影响。结果表明,不同粒径的微团聚体颗粒对Cu2 的吸附等温线可都用Freundlich模型来描述。Cu2 吸附量大小以下序递减,粘粒级、砂粒级、粉砂级、粗粉砂级;吸附量受其中游离氧化铁、氧化铝和有机质含量的控制。吸附量随pH升高而增加。低pH条件下利于静电吸附,吸附过程H 减少使平衡液pH上升;高pH条件下主要是专性吸附所控制,释放H 使平衡液pH下降。     

黄泥土和乌栅中不同粒径微团聚体对Cu2+的吸附与解吸

用平衡吸附法研究了黄泥土和乌栅土的不同粒径微团聚体对Cu2 的吸附和解吸.结果表明,不同粒径微团聚体对Cu2 的吸附特性均符合Freundlich和Langumir方程,最大吸附量介于1667-3333 mg·kg-1之间,以粘粒级和粗砂级为最大,其对Cu2 的固持能力高于其它粒径的微团聚体.随着溶液中Cu2 浓度的升高,吸附率出现不同程度的降低.对同一粒径颗粒的Cu2 吸附量来说,乌栅土高于黄泥土,而解吸量则相反.微团聚体颗粒对Cu2 的吸附容量与有机质、游离氧化铁含量呈显著正回归关系,说明团聚体颗粒对重金属的吸附首先受土壤团聚体胶粘剂的控制.     

磷酸盐对水稻土团聚体不同类型重金属镉、铬（Ⅵ）吸附的影响

利用低能量超声波分散、虹吸法沉降分离的方法分离不同粒径的水稻土团聚体颗粒,采用恒温振荡法研究不同浓度磷酸盐预处理的团聚体对Cd2+、Cr(Ⅵ)平衡吸附以及吸附动力学的影响。结果表明,砂粒级、粗粉砂级、粉砂级和粘粒级对P吸附量分别小于50、46、50和97 mg?kg-1,Cd2+吸附量低于未处理土样,P吸附量大于该数值,Cd2+吸附量高于未处理土样,团聚体吸附磷酸盐对Cd2+吸附量的影响,表现为低P吸附量抑制Cd2+的吸附,高P吸附量促进Cd2+的吸附,即随P吸附量增加Cd2+的吸附量呈波谷形变化;而团聚体吸附磷酸盐后对Cr(Ⅵ)的吸附则表现明显的抑制作用。磷酸盐预处理的团聚体对Cd2+、Cr(Ⅵ)吸附量大小顺序均为粘粒级>砂粒级>粗粉砂级>粉砂级,与有机质和游离氧化铁的含量顺序一致。团聚体对Cd2+的吸附过程分为快、慢两个阶段,快吸附阶段用一级动力学方程拟合最佳,而慢吸附时段用扩散方程和Elovich方程拟合最佳,表明吸附过程由不同的吸附因素控制。团聚体吸附磷酸盐后对Cd2+的吸附动力学常数增大。团聚体对Cr(Ⅵ)的吸附过程无明显快、慢阶段,对Cr(Ⅵ)吸附的整个过程用双常数速率方程和Elovich方程进行描述最佳,团聚体吸附磷酸盐后对Cr(Ⅵ)的吸附动力学常数减小。磷酸盐对土壤中重金属吸附的影响与金属离子类型以及磷吸附量有关,所以采用磷肥等含磷物质修复重金属污染土壤要注意金属离子的类型和磷肥的施用量。     

有机质对Cu2+在棕壤及其各粒级微团聚体中吸附解吸特性的影响

采用平衡液吸附法和NH4AC、EDTA溶液解吸法,研究了有机质对Cu2+在棕壤及其各粒级微团聚体中(<10 μm,10～50μm,50～250 μm)的吸附解吸过程中的影响,为寻求有效控制土壤中Cu2+环境行为的对策措施提供理论支撑.研究结果表明,各粒级微团聚体中有机质对Cu2+的吸附能力随粒级的减小而增强,原土仅次于<10 μm微团聚体.就吸附机制而言,去除有机质后的原土及其各粒级微团聚体在不同吸附机制控制下的吸附能力也有所变化,表现为:去除有机质后,棕壤及各粒级微团聚体对Cu2+的静电吸附能力增强,络合吸附能力和专性吸附的能力均有所降低.分析表明,原土及其不同粒级微团聚体对Cu2+的吸附能力及稳定性的差异,与其重要组成成分有机质有关.     

典型农耕区黑土和沼泽土团聚体颗粒中重金属的分布特征解析

了解重金属在土壤中的富集特征是其风险评价和土壤修复的基础。分别以黑龙江省典型的农耕黑土和沼泽土为研究对象,采用干筛法获得〉4000、4000～2000、2000～1000、1000～250、250～53和〈53衄16个粒级的土壤团聚体颗粒组。利用等离子质谱（ICP-MS）测定了本土和各级团聚体颗粒中Cr、Cd、As和Pb的含量,并对其颗粒组分布特征及对有机碳的响应进行了解析。研究表明,2种土壤中的重金属Cr、Cd和Pb的富集因子均大于1,而As则存在明显的流失。除了黑土中的As和Pb外,其他重金属随着团聚体粒径的增加而呈现富集减弱的趋势。其中,cr和cd主要趋向分布在粉．黏团聚体（〈53wn）颗粒中;Pb在黑土中易赋存于1000～2000μm大团聚体中,在沼泽土中则富集于53～250μm的微团聚体中;As不但趋向被吸附在53～250μm的微团聚体中,而且在黑土中也容易被吸附在〉l000μm的大团聚体中。金属质量负载计算表明,大粒径颗粒组对土壤中重金属含量的总体贡献较大。土壤中有机碳含量均随着团聚体粒径减小而升高,cr和Cd分布与颗粒有机碳含量正相关,黑土中As的分布与颗粒中有机碳含量负相关而在沼泽土中呈弱正相关,Pb的分布则与有机碳含量均无明显的相关性。     

外源Cd~(2+)在土壤各级微团聚体中的含量和形态分布

采用室内培养和室内分析相结合的方法,研究了外源Cd~(2+)进入土壤30 d后,在土壤各级微团聚体中的含量富集和形态赋存情况.研究结果表明:外源水溶性镉进入土壤30 d后,100%转化成了颗粒态,其中58.5%转化为了可交换态,0.98%转化成了碳酸盐结合态,1.26%转化成了铁锰氧化物结合态,7.68%转化成了有机结合态,31.5%转化成了残渣态,这基本与其中各粒级微团聚体中的赋存形态的情况一致.在土壤中赋存的镉主要分布在各级微团聚体中,在各粒级微团聚体中的含量分布顺序为<10μm微团聚体>10～50μm微团聚体>50～250 μm微团聚体;外源镉向小粒级微团聚体的富集倾向明显高于向大粒级微团聚体的富集倾向,其中在<10μm微团聚体中富集系数为1.43,在50～250μm微团聚体中的富集系数只有0.60.     

芘在不同粒径红树林沉积物团聚体上的吸附/解吸行为

采用海藻酸钙凝胶包覆的方法,研究了芘在九龙江河口红树林区不同粒径沉积物团聚体上的吸附/解吸行为.结果表明,海藻酸钙凝胶包覆可有效减少沉积物团聚体粒径的改变,其等温吸附、吸附/解吸速率情况与未包覆沉积物团聚体存在明显差异.包覆后等温吸附曲线中吸附容量Kf值取决于总有机碳(TOC)的含量,非线性吸附常数n不仅与其硬碳和软碳的比值有关,还与团聚体复杂的孔隙结构存在着一定的关系.包覆后沉积物团聚体的快吸附速率常数值与沉积物团聚体的比表面积值正相关(krap=0.041S-0.0146,R2=0.9923).小粒径沉积物团聚体的"老化"现象较大粒径更为显著,使得其解吸量较小.     

寒温带兴安落叶松林土壤团聚体特征及其影响因素研究

以寒温带兴安落叶松(Larix gmelinii)林为研究对象,分析其土壤团聚体的分布及其有机碳含量特征,并探讨各土壤因子对团聚体稳定性的影响。在兴安落叶松林内设置28块30 m×30 m的样地,以0—10、10—20、20—40、40—60 cm分层取土样,测定各理化指标含量、不同粒级土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,兴安落叶松林土壤团聚体各粒级含量高低为(0.25—2 mm粒径)团聚体>(<0.053 mm粒径)团聚体>(0.053—0.25 mm粒径)团聚体,各粒级团聚体表层(0—10 cm)含量均显著区别于其他各层;土壤团聚体的平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别为0.53 mm和0.22 mm,分维数(D)为2.78,土壤团聚体稳定性较高且存在剖面差异;土壤有机碳主要分布于0.25—2 mm粒径的大团聚体中(34.51g·kg^-1),贡献率为52.10%,粒径0.053—2 mm土壤团聚体中有机碳含量最低(6.30 g·kg^-1),贡献率为16.42%;随土层深度增加,各粒级团聚体有机碳含量和0.25—2 mm团聚体有机碳贡献率逐渐减小,<0.25 mm团聚体贡献率逐渐增大,40 cm以下各粒级贡献率趋于稳定;兴安落叶松林土壤团聚体的粒径分配和稳定性受到林龄和林型的显著影响;大团聚体(0.25—2mm)含量与土壤总有机碳(SOC)呈极显著正相关关系(P<0.01),微团聚体(<0.25 mm)含量与Al、Mg等金属氧化物含量呈显著正相关关系(P<0.05);大团聚体(0.25—2 mm)含量和MWD、GMD指标与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01),与土壤含水量、速效钾、有效磷、有机磷呈显著正相关关系(P<0.05)。综上,土壤有机质和金属氧化物分别为兴安落叶松林土壤0.25—2 mm大团聚体和<0.25 mm微团聚体的主要胶结物质,土壤水分、养分和酸碱条件对团聚体的形成和稳定产生影响。     

不同来源太湖沉积物粒径分布及其对Cu的吸附特征

以不同来源的太湖沉积物为研究对象,利用Mastersizer 2000型激光粒度分析仪测定沉积物的粒度组成,利用筛析法和吸管法对不同来源沉积物进行分级,测定不同粒径沉积物中Cu含量及不同粒径沉积物对Cu2＋的饱和吸附量,研究沉积物对水溶液中Cu（Ⅱ）的吸附特性,从粒径分级和动力学角度探讨了太湖沉积物对Cu的吸附机理。结果表明：太湖沉积物粒径范围在0.002-0.1 mm,其颗粒组成以粉砂级与粘粒级为主,养殖区沉积物小粒径比例较高,小于0.05 mm粒径沉积物的比例为82.45%;吸附实验研究表明,粒径小于0.005 mm和0.005-0.01 mm沉积物中Cu含量较高,且此粒径沉积物对Cu（Ⅱ）的吸附量最大;吸附动力学研究表明,沉积物的吸附过程分为快反应和慢反应两个阶段,且吸附过程以表面吸附为主,伪二级动力学方程对动力学曲线拟合较好,其R2值达0.999以上。吸附热力学的研究结果表明：Freundlich方程比较适合描述沉积物对Cu2＋的吸附等温线,其R2大于0.99,对照区、养殖区和生活污水区沉积物对Cu（Ⅱ）的最大吸附量分别为229.20,249.98,261.20 mg.kg-1,方程式中的强度因子1/n不适合描述沉积物与重金属离子的结合能力。     

Polypropylene microplastics alter the cadmium adsorption capacity on different soil solid fractions

• PP-MPs reduced the adsorption capacity of the bulk soil for Cd in aqueous medium. • The responses of the POM, OMC and mineral fractions to PP-MPs were different. • PP-MPs reduced the adsorption of POM and OMC fractions to Cd. • PP-MPs increased the adsorption of mineral fraction to Cd. • Effect of MPs on soil may be controlled by proportion of POM, OMC and mineral fractions. Microplastics (MPs) are widely present in a variety of environmental media and have attracted more and more attention worldwide. However, the effect of MPs on the the interaction between heavy metals and soil, especially in soil fraction level, is not well understood. In this study, batch experiments were performed to investigate the adsorption characteristics of Cd in bulk soil and three soil fractions (i.e. particulate organic matter (POM), organic-mineral compounds (OMC), and mineral) with or without polypropylene (PP) MPs. The results showed that the addition of PP-MPs reduced the Cd adsorption capacity of the bulk soil in aqueous solution, and the effects varied with PP-MPs dose and aging degree. Whereas, the responses of the three fractions to PP-MPs were different. In presence of PP-MPs, the POM and OMC fractions showed negative adsorption effects, while the mineral fraction showed positive adsorption. For the bulk soil, POM and OMC fractions, the adsorption isotherm fitted to the Langmuir model better than the Freundlich model, whereas, the Freundlich isotherm model is more fitted for the mineral fraction. Combined with the comprehensive analysis of the partitioning coefficients, XRD and FTIR results, it was found that OMC fraction extremely likely play a leading role in the bulk soil adsorption of Cd in this study. Overall, the effect of MPs on adsorption capacity of the bulk soil for Cd may be determined by the proportion of POM, OMC, and mineral fractions in the soil, but further confirmation is needed.     

烟气脱硫石膏对滩涂围垦土壤重金属解吸及残留形态的影响

滩涂围垦土壤是重金属等难降解污染物的主要最终归宿场所之一,其重金属的解吸将影响重金属的迁移性、生物有效性和潜在毒性,研究重金属的解吸对土壤污染评价、修复及环境容量预测至关重要.研究了烟气脱硫石膏对广州市南沙滩涂围垦土壤重金属的解吸效果,并分析了烟气脱硫石膏对重金属形态的影响.在离心管中称取20.0 g过0.25mm筛土样,加入20 mL水和不同量的烟气脱硫石膏,在室温下于恒温振荡器振荡,风干研碎后用原子吸收分光光度法测定重金属全量,并用Tessier连续提取法研究了处理前后重金属形态变化.研究结果表明,随着脱硫石膏施用量的增加,经过振荡离心后的滩涂围垦土壤中重金属质量分数先急剧下降,之后变化趋于平缓.与原土相比各重金属最大解吸率分别为:Cd 30.38%,Cu17.73%,Ni 15.00%,Zn 14.19%,Pb 9.46%,Cr 8.89%.比较处理前后重金属的形态变化,发现各重金属的可交换态解吸率均达50%以上,并且重金属碳酸盐结合态质量分数也有减少.说明烟气脱硫石膏能降低土壤对重金属的吸附,经振荡离心后能降低土壤中重金属的毒性和生物可利用性.     

菜园土壤铜吸附--解吸特性的研究

研究了菜园土壤铜的吸附—解吸特性。结果表明 ,3种菜园土壤吸附 Cu2 的量均随平衡液中Cu2 浓度的增加而增大 ,可用 L angmuir方程和 Freundlich方程来描述。由 Langmuir方程求得的菜园土壤对 Cu2 的最大吸附量和最大缓冲容量的大小顺序为 :黄松土 >江涂土 >粉泥土 ,菜园土壤对 Cu2 的解吸量和解吸率均随其吸附量的增加而增加 ,吸附量与解吸量之间呈显著或极显著线性正相关。     

干旱区绿洲灌漠土Cu、Zn和Pb的吸附解吸特征

土壤重金属吸附解吸是影响土壤系统中重金属移动性和归宿的主要过程,影响重金属的生物有效性以及重金属在食物链中的传递等.配制一系列不同浓度的重金属,灌漠土对重金属溶液进行吸附实验24 h以达到平衡,再用硝酸铵和乙酸铵进行解吸实验24 h以达到平衡.利用热力学吸附平衡法,对西北干旱区绿洲灌漠土重金属Cu、Ni和Pb的吸附解吸行为进行序批实验研究.实验结果表明:(1)灰漠土在常温下对铜、锌和铅重金属离子的吸附等温线符合Freundlich型吸附模式,灰漠土对重金属铜、锌和铅的吸附能力由强到弱的顺序为:铅,铜,锌.(2)硝酸铵和乙酸铵解吸重金属的量与灰漠土吸附重金属量呈现出线性正相关,乙酸铵解吸重金属的量比硝酸铵解吸重金属的量大,两种解吸剂对铜、锌和铅重金属离子的解吸能力由大到小的顺序都为:铜,锌,铅,说明了一般外源的铜、锌和铅进入土壤以后,铜和锌可能比铅容易向四周转移.(3)硝酸铵和乙酸铵的解吸率呈谷形曲线,开始时硝酸铵和乙酸铵解吸重金属量的百分比随灰漠土吸附重金属量的增加而减小,在吸附量达到某一特定值时,解吸率随吸附量的增加而增加.灰漠土对铜、锌和铅的吸附作用以专性吸附为主,被灰漠土吸附的铜、锌和铅重金属离子较难解吸.     

Adsorption and desorption of steroid hormones on saline soil

● Organic matter content significantly affected adsorption of E2/EE2 on saline soil. ● EE2 possessed higher competition intensity for adsorption sites than E2. ● The adsorption of E2/EE2 on saline soil was a spontaneous exothermic process. ● Desorption capacity of EE2/E2 accounted for 40%/78% of the total adsorption capacity. Soil organic matter content was the main driving factor affecting adsorption and desorption process of 17β-estradiol (E2) and 17α-ethynylestradiol (EE2) on saline soil. The adsorption and desorption of E2 and EE2 on three saline soils showed the similar behavior that soil with the highest organic content possessed the highest adsorption capacity and the lowest desorption capacity for E2 and EE2. The adsorption capacity of untreated soil samples (with organic matter) was larger than that of soil samples without organic matter. For soil with the largest adsorption capacity, adsorption capacity of E2/EE2 on the untreated soil and soil colloid (with organic matter) respectively reached 0.15/0.30 μg/g and 0.16/0.33 μg/g while the soil and soil colloid without organic matter hardly adsorbed pollutants. The adsorption capacity of E2/EE2 at the initial concentration of 100 μg/L was 25/15 times higher than that at the initial concentration of 5 μg/L. E2 and EE2 had the same adsorption sites on saline soil while EE2 possessed higher competition intensity for adsorption sites than E2. Pseudo-first-order model (R² = 0.995–0.986) and Langmuir model (R² = 0.989–0.999) could better fit the adsorption process of E2 or EE2. The thermodynamic study further showed that the adsorption of E2/EE2 on saline soil was a spontaneous exothermic process. The desorption capacity of EE2/E2 accounted for 40%/78% of the total adsorption capacity to possibly exert potential risk to the groundwater. The variation of the salinity led to the variation of soil organic carbon which subsequently changed the adsorption and desorption behaviors of endocrine disrupting chemicals in coastal saline soil. This study provides a new insight on the interfacial behavior of endocrine disrupting chemicals on saline soil.     

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。     

土壤胶体表面吸附态铜的解吸动力学特征

供试土壤胶体吸附态Cu的解吸过程分为两个阶段,0~60min时间段为快速反应阶段,对应于静电吸附态Cu的解吸;60min以后为慢速反应阶段,对应于专性吸附态Cu的解吸.解吸遵循两点位一级反应方程;在3种介质下,两点位解吸速率常数及吸附量大小为k1＞k2,C2＞C1;各土壤胶体的解吸速率大小次序与表面电荷密度的大小相反.草酸、柠檬酸可以增加吸附态Cu的解吸;在NaNO3介质中,第二点位吸附态Cu量与总吸附量的比值(C2/C0)可作为专性吸附的特征值.     

Competitive adsorption and desorption of copper and lead in some soil of North China

The competitive adsorption and desorption of Pb(II) and Cu(II) ions in the soil of three sites in North China were investigated using single and binary metal solutions with 0.01 mol·L^-1 CaCl₂ as background electrolyte. The desorption isotherms of Pb(II) and Cu(II) were similar to the adsorption isotherms, which can be fitted well by Freundlich equation (R₂>0.96). The soil in the three sites had greater sorption capacities for Pb(II) than Cu(II), which was affected strongly by the soil characteristics. In the binary metal solution containing 1∶1 molar ratio of Pb(II) and Cu(II), the total amount of Pb(II) and Cu(II) adsorption was affected by the simultaneous presence of the two metal ions, indicating the existence of adsorption competition between the two metal ions. Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy was used to investigate the interaction between soil and metal ions, and the results revealed that the carboxyl and hydroxyl groups in the soil were the main binding sites of metal ions.