施加牛粪有机肥对灰钙土吸附阿特拉津的影响机制

有机肥在改良土壤的同时也会改变农药的环境行为. 为明确施加牛粪有机肥对灰钙土吸附阿特拉津(ATZ)的影响作用及机制,采用批平衡试验,分析其吸附动力学、热力学以及牛粪施加量、pH、离子强度等因素对ATZ吸附的影响. 结果表明:①ATZ在灰钙土与施加牛粪灰钙土上的吸附均可分为快吸附、慢吸附直至平衡的过程,准二级动力学模型可较好地描述其吸附过程,施加有机肥增加了ATZ在灰钙土上的平衡时间,吸附速率受颗粒内扩散和外部液膜扩散共同控制. ②施加牛粪有机肥后,灰钙土对ATZ的吸附热力学更符合Freundlich模型,1/n在0.42~0.64之间,吸附属“L型”模式,低温和高温均会抑制ATZ在灰钙土上的吸附. ③pH和共存离子是影响ATZ在灰钙土上吸附的重要因素,随pH的升高,ATZ在灰钙土与施加牛粪灰钙土上的吸附量降低,这是由于碱性情况下,ATZ以阴离子存在,与带负电的灰钙土产生静电排斥作用;灰钙土施加牛粪有机肥后,共存阳离子对ATZ的吸附抑制作用明显,增加离子强度可能导致竞争吸附的存在,从而抑制有机离子在灰钙土上的吸附,且离子浓度越高,抑制越明显. 研究显示,土壤施加牛粪有机肥后,ATZ的吸附量增加,吸附由疏水性分配转变为多分子层化学吸附为主,表明施加牛粪有机肥会改变ATZ在灰钙土上的吸附行为和机制,降低ATZ在灰钙土中的迁移风险. 研究结果将为贫瘠黄土土壤改良风险和三嗪类农药的管控提供理论依据.      

玉米秸秆生物炭对灰钙土吸附金霉素的影响

为研究生物炭(BC)添加对灰钙土(HGT)吸附金霉素(CTC)的影响,本文以玉米秸秆为原料分别在200、400和600℃下制备BC.采用批平衡法,研究CTC在HGT和HGT+BC上的吸附行为.结果表明,HGT对CTC的吸附平衡时间为240 min,添加BC使平衡时间相对延长,符合准二级动力学模型.CTC的总体吸附速率由表面扩散和颗粒内扩散共同控制,且表面扩散速率更快,疏水分配作用促进吸附进行.3种等温吸附模型拟合对CTC在HGT和HGT+BC中的吸附均呈现较好相关性.添加BC使HGT对CTC的吸附分配系数Kd值增大,亲和力增强.不同温度时分配系数Kd的差异性表明吸附过程为放热反应.吸附满足不同等温线型(L型和S型),是以化学吸附为主的非均质复杂吸附过程,伴随静电引力、氢键相互作用等表面吸附和物理吸附.pH=3时,CTC+与土壤表面的负性位点大量结合,发生阳离子交换与静电吸引作用,吸附量最大.pH增大,CTC存在形态改变,HGT和BC对其吸附能力减弱.BC在不同pH下始终增强HGT对CTC的吸附,且添加量越大,CTC的吸附分配系数Kd值越大.吸附是由HGT和BC的有机质含量、矿物组成、理化性质及CTC存在形态和环境因素共同作用的结果.研究表明适量添加BC对HGT吸附CTC具有积极影响,裂解温度200℃时作用最显著,可以有效促进HGT对CTC的吸附与固定作用.