不同地区针叶林土壤中活性铝的形态比较

本文研究我国南北某些地区针叶林土壤中活性铝的形态分布,探讨了以羊毛铬菁R为显色剂测定活性铝的流动注射分析方法,并用四种化学浸提液作土壤中活性铝的溶出及形态分离。结果表明:土壤本身的酸度对铝的溶出和形态分布有明显影响。     

污泥中活性铝的溶出及形态分布

利用KCl,NH4Ac,HCl,NaOH四种化学浸提液将污水厂初沉污泥中的活性铝溶出，根据不同的溶出机理，得到铝的委员长中化学形态，进行定量测定，得到污泥中活性铝的形态分布，为污泥的合理利用提供一些信息。     

酸化土壤活性铝溶出及形态变化的初步研究

用模拟酸雨酸化浙江省３种主要类型土壤，研究了酸化土壤活性铝的溶出和铝的形态变化。结果表明：酸雨对强酸性土壤（ｐＨ＜５）中活性铝的释出有一定促进作用，活性铝以Ａ１￣（３－）离子为主。当土壤ｐＨ值＞５时．活性铝以单聚羟基铝为主。酸化土壤中的活性铝主要是由土壤中固相的Ａｌ（ＯＨ）转化而来。     

模拟酸雨对红壤铝形态的影响

用动态淋洗试验，研究了不同pH的模拟酸雨对红壤中铝形态和性质的影响．结果表明，酸雨淋洗引起红壤中盐基离子的淋失和土壤铝的溶出．随着酸雨溶液pH的降低，盐基淋矢量和铝溶出量增加．酸雨淋洗影响土壤铝形态的转化，使红壤中交换态铝上升，吸附态羟基铝有所下降．这说明在酸雨长期作用下，羟基铝溶解，并转化为交换态铝和引起铝的溶出，使铝进入环境，危害生态系统．     

酸性降水对土壤酸化及铝溶出的影响

用静态平衡法探讨了酸性降水对土壤酸化及铝溶出的影响。实验结果表明:土壤对酸的缓冲能力较强;酸雨对土壤酸化的贡献甚微,但对土壤中活性铝的溶出却有明显效应。另外,土壤本身的特性(如酸碱度,腐殖质含量及温度等)也起很大作用。对于地质条件相近的土壤,由于本身的pH值不同,铝的溶出量差别很大,一般而言,酸性土铝的溶出量高于碱性土。因此,可以推断:我国西南地区酸性降水可能对当地土壤生态存在着潜在的危害。     

闽北地区杉木、千年桐纯林与杉桐混交林的土壤活性铝形态特征

选取福建省北部8年林龄的杉木(Cunninghamia lanceolata)纯林、千年桐(Aleurites montana)纯林及杉木-千年桐混交林(杉桐混交林),通过测定土壤pH值、根际及非根际土壤交换性铝、单聚体羟基铝、酸溶无机铝、腐殖酸铝含量,探讨不同林分根际与非根际土壤活性铝形态分布特征.研究结果表明:(1)3种林分土壤pH值在3.76-4.33之间,杉桐混交林土壤pH值显著高于两种纯林.(2)3种林分中,杉桐混交林的交换性铝含量显著高于杉木纯林,酸溶无机铝含量显著低于杉木和千年桐纯林,根际土单聚体羟基铝含量与两种纯林无显著差异.(3)同种林分间,千年桐纯林、杉桐混交林的根际土交换性铝及单聚体羟基铝含量均显著低于非根际土,杉木纯林根际土4种活性铝含量与非根际土均无显著差异.(4)不同土壤的交换性铝和单聚体羟基铝总量占活性铝总量的6.09%-16.17%,交换性铝含量与土壤pH值均呈现显著负相关(P 0.05).综上,相较两种纯林,杉桐混交林能显著降低土壤酸度及酸溶无机铝含量,对交换性铝含量有一定的提升作用,但并未显著影响土壤中单聚体羟基铝及腐殖酸铝含量;结果可为闽北酸性红壤区人工林经营管理、土壤铝毒害防治及生态环境恢复提供理论依据.(图3表2参38)     

造纸污泥堆肥与赤红壤模拟培养中活性铝释放特性

通过窜内模拟培养实验,研究赤红壤中添加富含铝盐的造纸污泥堆肥后,土壤中活性铝的释放特性.实验结果表明:模拟培养过程中,总酸溶性铝和总单核铝浓度随培养时间总体呈下降趋势,初期下降显著,且添加堆肥各处理的降幅均高于CK,其中20%PSC分别降低61.64%和60.32%,降幅最大;经过60d培养后,添加堆肥各处理活性铝浓度与CK差异不显著;添加造纸污泥堆肥后,土壤中的pH值、有机质、有效磷均显著增加,这些因素导致土壤中铝活性的降低,且总单核铝是土壤中活性铝的主要存在形态.     

模拟酸雨对森林红壤中铝的溶出及不同土层酸度变化的影响

为进一步探明酸沉降对森林红壤及生态环境的影响，模拟长沙地区降水酸度及离子组成，采用浸泡试验对两种森林红壤活性铝的释出及土壤理化性质的变化进行了研究。结果表明，模拟酸雨浸泡初期，土壤活性铝的释出量随浸泡次数的增加而增加，原始土壤pH值愈低，活性铝释出愈多；强酸度、高离子浓度（AR4）模拟酸雨对土壤中活性铝的溶出量远大于基础酸雨（AR3）及弱酸、低离子浓度酸雨（AR2）和对照酸雨（AR1）。模拟酸雨酸度愈大，对土壤pH值的影响愈明显，不同土层间，以A层土壤pH值下降最明显，B、C层土壤则下降较小。模拟酸雨模拟浸泡土壤25年后，土壤阳离子交换量均有不同程度下降，有机质含量高，原土壤阳离子交换量大的土壤下降幅度也大。     

磷酸氢二铵在酸性土壤中的转化与垂直扩散

采用土柱培养和切片取样方法,研究磷酸氢二铵(DAP)在酸性红壤中的转化与肥料磷在土体中的垂直扩散.结果表明,施用DAP31d,肥料磷扩散距离不足5cm.无机磷形态分级结果表明,进入土壤的肥料磷仅有小部分保持水溶态,大部分已转化为有效性较高的铝磷,其次是铁磷,另有少量转化形成闭蓄态磷.各形态磷含量空间分布上均表现为随距施肥点距离的增加而逐渐降低的趋势.施用DAP引起土壤pH显著升高和土壤铁铝活性显著增强.土壤难溶矿物溶解释放出的Al3 、Fe3 离子是引起肥料磷在酸性红壤中固定的主要原因.     

铝与土壤之间的表面化学反应及其后果

80年代以来，由于酸雨的发生及其对农业生产和生态环境的危害，土壤酸化问题再次成为土壤化学研究的热点．铝离子的土壤化学行为是土壤酸化的根本原因，而铝的吸附是给离子的土壤化学行为的重要方面．因此．研究铝的吸附有助于提示土壤酸化的本质，为防治土壤酸化提供有益的信息．本文综述了近30年来铝离子吸附的研究进展．其中包括吸附性铝离子的形态；铝的吸附表面；阴离子对铝吸附的影响；铝吸附的机理；铝的吸附对土壤性质的影响等．     

我国南方一些酸性土壤铝存在形态的初步研究

以连续提取法研究了我国南方主要酸性土壤铝的形态及其分布特点，探讨了不同铝形态之间的关系及其与母质、成土过程、环境条件的联系。还研究了土壤酸化对铝形态转化的影响．并以连续提取法提取的三种铝形态（交换性铝、活性羟基铝，有机络合态铝）来讨论现今常用的Ａｌ。（Ｔａｍｍ溶液提取）和Ａｌｄ（ＤＣＢ溶液提取）所可能包含的实际土壤铝形态，分析表明，Ａｌ０和Ａｌｄ无明确的形态意义，只是上种由操作定义的多形态组成的混合物。     

不同pH的柠檬酸对茶园土壤溶出液中氟组分变化的影响

通过连续流动搅拌法,研究了不同pH的柠檬酸对茶园土壤溶出液中氟组分变化的影响.结果表明,土壤溶出液的pH随溶出时间的延长而逐渐减小.土壤溶出液中的游离态氟和总氟的浓度随时间的延长和柠檬酸pH的升高而逐渐减小,且呈现初始(0—6h)溶出浓度较高,而后(6—10h)逐渐减缓的趋势.土壤氟的溶出过程用一级动力学方程、Elovich方程、扩散方程和双常数方程均有较好的拟合,决定系数(R2)均大于0.90.低pH(pH3.5)条件下,F主要以H-F形态存在,随着pH的升高(pH4.0—5.0),H-F形态的氟减小,Al-F络合态的氟增多,且随时间延长,溶出浓度均降低.反应开始的前1h,Al-F络合物主要以AlF3为主,占氟溶出总量的90%以上;至7h时,AlF+2的溶出量逐渐增大,并逐渐超过AlF3.低pH的柠檬酸促进土壤游离态氟和总氟的溶出,有利于络合态氟的形成,但对Al-F络合物的形态转化没有显著影响.     

南方酸性森林土壤中铝的形态分布与活化机理

利用华南和西南森林小流域的长期观测结果,综合分析了土壤酸化过程中铝的形态分布与活化机理.结果显示,土壤水中单体铝（Ala）在10—400μmo·lL-1之间,其在不同流域的差异与土壤酸化密切相关.无机铝（Ali）是土壤水中单体铝的主要形态,有机铝（Alo）比例不足20%.在酸度高的土壤中Al3＋是无机铝的主要形态,在酸...     

低分子量有机酸对可变电荷土壤吸附铝的影响机制

通过吸附性铝的解吸实验研究了低分子量有机酸对三种可变电荷土壤(2种砖红壤和1种赤红壤)吸附铝的影响机制，结果表明，柠檬酸、苹果酸和酒石酸等带有3个及3个以上活性官能团的有机酸在低pH条件下可以通过形成土壤一有机酸一铝三元表面络合物和增加土壤的表面负电荷两种机制显著增加土壤对铝离子的吸附量，但以前一种影响机制为主。乳酸、水杨酸、草酸和丙二酸等带有2个活性官能团的有机酸仅通过改变土壤的表面负电荷影响铝的吸附。土壤氧化铁是土壤吸附有机酸的主要载体，当用化学方法将土壤中的氧化铁除去后，有机酸对铝吸附的影响变小。在pH5．0时有机酸主要通过形成可溶性有机铝络合物减小土壤对铝的吸附，但有机酸的存在增加了Al^3 在吸附性铝中所占的比例，导致铝的解吸率增加。土壤中大量氧化铁的存在使其即使在低pH下也能对铝离子发生专性吸附，导致吸附性铝的解吸率减小。     

模拟酸雨对酸性土壤铝溶出及其形态转化的影响

研究了我国南方酸沉降区主要土壤类型在模拟酸雨影响下，土壤中铝离子释放及铝形态转化的特点。结果表明，酸雨淋洗造成土壤中铝离子释放，酸雨pH值越低，铝离子释放量越大；酸雨淋洗还造成土壤中铝形态发生变化，酸雨pH越低，土壤中羟基态铝和腐殖质铝含量愈低，交换态铝含量越高，土壤中铝对植物和生态系统的危害性也越大。     

马尾松酸性根际环境中铝的化学行为——以重庆酸雨区马尾松林地土壤为例

以重庆酸雨区马尾松林地土壤为例,通过马尾松幼苗盆栽试验法研究了酸性土壤–马尾松根系界面铝(Al)的化学行为.林地土壤中的铝可分级为交换态铝(Alex)、有机态铝(Alor)、氧化态铝(Alox)、碳酸盐态铝(Alc)和不溶态铝(Alin).研究结果表明:共存盐基离子Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+和Na~+对Al~(3+)在土壤–马尾松根系界面行为的影响呈正效应(缓解铝毒),影响顺序为Ca~(2+)Mg~(2+)K~+≈Na~+.全氮和全磷含量与根系铝含量呈正相关;土壤有机质(Organicmatter,OM)含量与根际Alor浓度呈正相关.土壤pH值(5.0)与根际Alex呈负相关,根际Alex大于非根际Alex,马尾松根系铝的吸收主要取决于根际土壤Alex含量,Alex进入根系后逐步与根细胞壁小分子有机化合物配位,主要以Alor累积于根部.图1表5参20     

老化生物炭对红壤铝形态影响的潜在机制

生物炭能降低酸性红壤活性铝含量,而经过长期降雨淋洗或酸雨等环境作用发生老化后,生物炭将如何改变土壤铝形态进而影响缓解铝毒的能力?为评估生物炭缓解铝毒潜力提供重要依据,本研究采用水洗和酸化的方法加速花生壳生物炭老化,将原生物炭、水洗老化生物炭和酸化老化生物炭与酸性红壤进行充分混合,设置CK(0%生物炭)、PB(施2%原生物炭)、WB(施2%水洗生物炭)和AB(施2%酸化生物炭)共4个处理进行装盆熟化培养,每个处理4个重复,探究老化生物炭对红壤铝形态影响的潜在机制。结果表明,与CK相比,老化生物炭可增加土壤速效钾和有机质的含量;PB和WB处理红壤p H分别上升了0.17和0.16个单位,而AB处理红壤p H却降低0.44个单位;PB和WB处理红壤交换性酸总量分别下降70.08%和34.84%,而AB处理红壤交换性酸总量却升高18.24%,说明老化生物炭不能有效降低土壤中活性酸和潜在酸的含量,酸化老化生物炭甚至会加剧土壤的酸化。此外,与CK相比,PB和WB处理红壤中腐殖酸铝、胶体铝离子和单聚体羟基铝离子含量分别增加了8.59%和2.87%、20.17%和14.46%、101.65%和32.92%,交换性Al~(3+)含量却分别降低了81.87%和49.15%,而AB处理中交换性Al~(3+)和胶体铝离子含量分别升高了17.98%和20.67%,而腐殖酸铝和单聚体羟基铝离子的含量却降低了40.69%、49.79%,表明水洗老化生物炭仍可使具有生物毒害性的Al~(3+)含量下降,而酸化老化生物炭会增加Al~(3+)的含量。进一步研究表明,生物炭老化前后,不同形态的铝会发生转化关系,土壤中各形态铝比例发生变化,但是腐殖酸铝和胶体态铝Al(OH)_3~0仍然是活性铝的主要赋存形态。因此,生物炭在老化后,仍然具备提高土壤养分的潜力,但是其对土壤酸度和铝毒的缓解能力却显著下降,甚至会加剧土壤酸化和铝毒害。     

酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响

在不同p H值(2.5、3.5、4.5和5.6)模拟酸雨处理下,研究根箱栽培马尾松(Pinus massoniana L.)幼苗生物量(根茎长、根与茎叶干重、一级侧根数)、叶绿素含量以及根系质膜相对透性的变化,在酸雨pH 3.5-5.6范围内对松树幼苗根际与非根际土壤的pH值和铝形态以及植株铝积累量进行测定,以探明酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响.结果显示:当酸雨p H从5.6降至2.5,马尾松幼苗生物量和叶绿素含量均降低,而根系质膜透性从13.2%升至36.4%,膜伤害度由轻度的4.1%提高到重度的23.2%,且重度酸胁迫下两者变化均极显著(P 0.01);此外随酸胁迫强度的增强,马尾松根际与非根际土壤pH值分别由5.95和5.91降至4.02和3.87,而根际土壤中交换态、有机结合态铝含量则分别上升至7.27和18.1 mg/kg,且马尾松植株铝积累量增加至49.46μg/株,其在植株根系中的积累量明显高于地上部分.上述结果表明,酸胁迫使得马尾松根系质膜受损程度增加,叶绿素含量减少,引起光合作用减弱,幼苗生长受到抑制;另外,酸雨能改变土壤中铝化合物的形态,增加活性铝离子溶出量,其中一部分转化成有机结合态铝,另一部分则通过根系吸收累积在幼苗植株内,阻碍马尾松生长发育.(图5表3参45)     

土壤中金属的生物可给性及其动态变化的研究

土壤中金属的生物可给性常应用于人体健康风险评价,如能准确地判定土壤中金属在胃肠阶段不同时间的溶出动态,研究者就可以更好地分析其对人体的健康风险。本文采集5种不同地区的重金属污染的土壤,利用改进的PBET方法,分别在胃阶段的20、40、60、80 min以及小肠阶段的1、2、3、4、5 h时取样并分析,探究土壤中8种金属元素（As、Al、Cd、Cr、Fe、Mn、Ni、Pb）的生物可给性和溶出动态,探讨造成金属溶出动态变化的影响因素,对其溶出机理进行初步探究。研究结果表明,Fe、Al的生物可给性较低,并且在胃肠阶段差异较小。与胃阶段相比,土壤中Pb、Cd的生物可给性在小肠阶段明显降低,而As、Mn、Cr、Ni的生物可给性在小肠阶段均升高。升幅最大的两个元素是Ni、Cr,其小肠阶段的平均生物可给性分别升高61.4%、29.9%。在溶出量随时间变化方面,在胃阶段,假定1 h时溶出率为100%。20 min时,土壤中Fe、Ni的平均溶出率较低,分别为59.3%、56.8%,其他6种金属元素的平均溶出率在71.2%~79.5%。As、Cd、Pb的溶出速率是先快后慢,Cr和Ni的溶出速率是先慢后快,而Fe、Mn、Al的溶出速率基本保持不变。在小肠阶段,假定4 h时溶出率为100%。Al、As、Cd、Mn的溶出率基本不变。1 h时,土壤中Cr（土壤A除外）、Ni的平均溶出率最低,分别为31.5%、32.7%,而5 h时,Fe、Cr、Ni的溶出率还在升高。由此可见,土壤中不同金属元素的生物可给性以及溶出动态是有明显差异的。     

活性铝对小麦谷胱甘肽和丙二醛含量的影响

利用铝在不同pH值条件下形态分布的差异,研究活性铝2种主要形态(A la、A lb)对小麦根、茎、叶中还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量的影响,探讨活性铝对植物的氧化胁迫及植物的抗铝机制。试验营养液中总铝浓度设置为0μmol.L-1(CK)、25μmol.L-1(T1)和75μmol.L-1(T2),各剂量组营养液的pH值分别调至4.0、4.5、5.0和5.5。研究结果表明,较低浓度的活性铝(A la和A lb)显著影响小麦根、茎、叶中GSH含量,根与叶中GSH存在一个激发、增长和消耗的过程;T2组叶中GSH含量在pH 4.5时降至最低值,同时叶中MDA存在积累,表明在此条件下,活性铝对小麦形成了最大氧化胁迫。