土壤中铅的吸附-解吸行为研究进展

铅是重要的土壤重金属污染元素之一，了解铅在土壤中的物理化学行为，有利于预防和修复土壤的铅污染。土壤中铅的吸附-解吸行为，依吸附机理的不同，分为专性吸附和非专性吸附。土壤铅吸附的机理还存在不同的观点，如水解吸附／非水解吸附机理，单分子吸附／双分子吸附机理等。影响土壤中铅吸附-解吸行为的主要因素，有土壤矿物组成、土壤有机质、pH、温度、竞争离子等。文章最后对描述土壤铅吸附过程的主要数学方程(Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程)作了论述。     

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.     

磷对褐土中锌镉次级吸附和解吸影响

通过吸附和解吸试验,研究了不同磷吸附量石灰性褐土对锌镉次级吸附和解吸的影响。结果表明,次级吸附锌和镉对不同吸附量磷土壤的磷解吸量随磷吸附量的增加而增加,而磷解吸量随次级吸附后锌、镉浓度的增加而降低,即随锌镉添加量的增加,磷的有效性有所降低。土壤对锌的次级吸附量和吸附率随磷吸附量的增加先降低后升高,并随添加镉浓度的增加而降低,解吸量和解吸率随磷吸附量的增加而增加,说明在正常施磷范围内,增加磷的施用量能提高土壤中锌的有效性,同时,土壤对高浓度锌的次级吸附率小于低浓度锌的次级吸附率,而土壤对高浓度锌的解吸量和解吸率要远大于对浓度锌的解吸量和解吸率;土壤对镉的次级吸附量、吸附率和解吸量、解吸率都随着磷吸附量的增加而增加,且吸附量随添加镉的量增加而增加,但镉次级吸附量和吸附率随添加锌浓度的增加而减小,解吸量和解吸率却增大,说明在磷吸附量相同的条件下,添加锌促进了镉的有效性。     

Cd、Pb在根际与非根际土壤中的吸附解吸特点

采用根袋盆栽试验以及平衡法研究根际与非根际土壤对镉、铅的吸附-解吸特性。结果表明，在镉、铅起始浓度分别为Cd 0-0．6mmol／L和Pb0～1mmol／L条件下，根际与非根际土壤镉、铅吸附量差别不大，随镉、铅浓度的提高，根际土壤镉、铅吸附量均比相应的非根际土壤的高。根际与非根际土壤镉、铅解吸量随镉、铅吸附量的增加而增加，但铅解吸率(0．7％以下)明显比镉的(5％-10％)低，根际土壤镉解吸量比非根际土壤的低。     

不同磷含量和秸秆添加量对褐土镉吸附解吸的影响

采用室内培养的方法,通过人为添加不同量的玉米干秸秆和磷,研究不同含磷量土壤对镉吸附解吸影响,以探讨磷—镉在土壤中的交互作用机制。结果表明,不同含磷量的土壤对不同质量浓度锌镉吸附解吸时,在低质量浓度镉（Cd3）条件下,土壤对镉的吸附量随磷质量分数的增加先升高后降低,解吸量随着土壤中磷质量分数的增加先升高后降低再升高;而在高质量浓度镉（Cd30）条件下,土壤对镉的吸附量随磷质量分数的增加逐渐升高,在相同磷水平下,随外加锌质量浓度的增加,镉的吸附量明显降低,而解吸量则逐渐升高。不同秸秆量土壤对不同质量浓度镉吸附解吸时,在Cd3条件下,土壤对镉的吸附量随秸秆加入量的增加先升高后降低,而在同一质量分数磷情况下,吸附量逐渐下降;土壤对镉的解吸量在磷质量分数为120 mg·kg^-1（P2）时最低,而后随着磷质量分数的增加而增加。在同一质量分数磷水平情况下,随着秸秆添加量的增加,土壤对镉的解吸量逐渐增加。而在Cd30条件下,土壤对镉的吸附量逐渐增加,在同一磷水平情况下,土壤对镉的吸附情况是低量秸秆（C1）〉高量秸秆（C2）,但在磷质量分数为240 mg·kg^-1（P3）水平下,不添加秸秆（C0）情况时镉的吸附量最大,而后降低。土壤对镉的解吸量随着磷含量的增加而增加。在同一磷水平情况下,随着秸秆添加量的增加,土壤对镉的解吸量逐渐增加。     

红壤对SO_4~（2－）和H_2PO_4~－的吸附与竞争吸附研究

研究红壤对ＳＯ４（２－）和Ｈ_２ＰＯ(４－)的吸附与竞争吸附机理．实验结果表明，红壤吸附Ｈ２ＰＯ４－的量远远大于ＳＯ４（２－），前者几乎是后者的２倍．在两种阴离子共存体系中，Ｈ２ＰＯ４－使ＳＯ４（２－）吸附量明显减少，在浓度低时甚至出现负吸附；ＳＯ４（２－）对Ｈ２ＰＯ４－吸附量的影响很小．说明土壤对Ｈ２ＰＯ４－的吸持力较强，为高强度专性吸附，不易于被其它阴离子解吸；土壤对ＳＯ４（２－）的吸持力则较弱，为低强度专性吸附或非专性物理吸附，能够被吸持力更强的阴离子完全解吸．     

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。     

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。     

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。     

三江平原湿地土壤磷的吸附与解吸研究

采用恒温培养法研究了三江平原典型沼泽湿地表层土壤中磷的吸附与解吸行为及其动力学过程。结果表明:湿地土壤对磷的自然释放量有限(1.89～13.25mg·kg-1),对磷酸盐具有较强的吸附能力,吸附量与土壤本身理化性质及水中磷酸盐初始质量浓度有关,其吸附/解吸平衡浓度(EPC0)在0.034~0.161mg·L-1之间。研究区域湿地表层土壤磷的吸附解吸特征趋于一致,吸附过程表现为快慢两种反应。六种动力学方程都能很好的拟合土壤磷吸附动力学过程,其中以langmuir型方程的拟合性最好,Evolich方程次之。     

土壤中地乐酚降解的实验研究

利用一系列批实验来研究地乐酚在不同土壤样本中的非生物降解和生物降解，并对各土壤特性与降解参数的相关性作统计分析。结果表明地乐酚的降解主要是生物降解。地乐酚在土壤中降解缓慢，加上实验土壤对地乐酚的弱吸附，因此地乐酚对当地地下水资源存在较大的威胁。在本实验地区降解参数服从正态分布。在水平α=0．05下，地乐酚的降解与已知的几种土壤特性以及吸附的相关性不显著。     

黄河三角洲地区湿地土壤对多环芳烃的吸附特征

以黄河三角洲湿地土壤为对象,研究菲和苯并[a]芘(BaP)在土壤中的吸附特性.结果表明:菲和BaP在黄河三角洲地区湿地土壤的吸附速率都较快,均能在48h内达到平衡;土壤对菲和BaP的吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性和Freundlich方程,样品经H2O2处理后对PAHs的吸附量明显降低,表明土壤中有机与无机矿物组分在吸附过程的作用不同;湿地土壤对多环芳烃的吸附明显存在固体效应,随着土壤颗粒物粒径和体系离子强度的增大,土壤的吸附容量都在降低.     

The environmental fate of thymol,a novel botanical pesticide,in tropical agricultural soil and water

In this study, the environmental fate of thymol, including hydrolysis, aqueous photolysis, soil sorption and soil degradation, was studied under conditions that simulated the tropical agricultural environment. This study was undertaken to supply basic information for evaluating the environmental risks of applying this new botanical pesticide to tropical crop production. The results showed that the hydrolysis of thymol was pH-dependent and accelerated by acidic conditions and high temperatures. However, the hydrolysis rate was far lower than the aqueous photolysis rate, indicating that direct photolysis is an important dissipation pathway for thymol in water. The sorption of thymol by three tropical soils was consistently well described by the Freundlich model, and the sorption coefficients increased in the order sandy soil < loamy soil < clay soil, a characterization that depended on the organic carbon contents of the soil. The soil degradation rate of thymol decreased in the order sandy soil > loamy soil > clay soil, which has a negative correlation with the sorption of thymol in soils. We concluded that the degradation rates of thymol in tropical soil and water are fast: thymol in water is photodegraded (50%) by sunlight within 28 h, and the thymol in soils is degraded (50%) within 8.4 d. Therefore, the environmental risk to the surrounding soils and water of thymol application for tropical crop production is low.     

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.     

改性土壤对模拟含硝基苯废水的吸附

研究了季铵盐阳离子表面活性剂四甲基铵离子（TMA）和十六烷基三甲基铵离子（HDTMA）改性的土壤（黑土、黄棕壤、红壤）对水中硝基苯的吸附作用。结果表明：改性土壤和改性土壤均能吸附水中的硝基苯。但改性土壤对水中硝基苯的吸附能力明显高于未改性土壤。改必土壤吸附硝基苯能力的顺序为1CEC－HDTMA黑土＞1CEC－HDTMA黄棕壤＞0．7 CEC－HDTMA黄棕壤＞1 CEC－HDTMA红壤＞0．7 CEC－HDTMA红壤＞1 CEC－TMA黄棕壤＞1 CEC－TMA红壤。未改性土壤和HDTMA改性土壤对硝基苯的吸附通过分配来进行，吸附等温线可用Henry方程表示，其lgKSOM为2．27，lgKHDTMA为2．87。     

包气带不同深度土壤对甲苯和三氯乙烯的吸附研究

采用批实验研究了华北平原地下水中检出率较高的三氯乙烯和甲苯在沿污水河包气带不同深度土壤中的吸附情况。从3个地点分析结果来看,其中有机碳（OC）的质量分数均较低（最高为1.01%）。在河床和近河处土壤对甲苯和三氯乙烯的吸附总体上呈现出浅部土壤吸附性强的特点。在实验浓度范围内,土壤中无机矿物对有机污染物（特别是三氯乙烯）的表面吸附扮演了重要角色。土壤对甲苯的吸附表现出了强烈的非线性,而对三氯乙烯的吸附表现出了良好的线性关系。甲苯的吸附与土壤有机碳质量分数的关系要比三氯乙烯更密切,这说明了吸附作用过程与有机化合物的分子结构、疏水性等方面的性质也有关系。     

不同磷肥对棕壤吸附铜的影响

采用等温平衡法研究3种性质不同的磷肥（磷酸二铵,钙镁磷肥和磷矿粉）对棕壤铜吸附量的影响,并应用Freundlich方程Cs=KfCen分析土壤铜的吸附特征。结果表明,与不施磷肥处理（对照）相比,当n（磷）：n（铜）=1：1时,钙镁磷肥和磷矿粉增加棕壤对铜的吸附量,分别增加107%和158%;不同用量的磷酸二铵均会降低棕壤对铜的吸附能力;增加非水溶性磷肥（钙镁磷肥和磷矿粉）的施用量,能增加棕壤对铜的吸附量,提高棕壤的吸附能力;高量磷矿粉的作用效果最为明显。由此可知,为降低农产品质量安全风险,铜污染棕壤上不宜施用磷酸二铵,但可选用磷矿粉作为肥源。     

Sorption of heavy metals on organic and inorganic soil constituents

Sorption of heavy metals to organic matter and mineral soil constituents can hardly be separated experimentally. Here we studied the retention capacity of organic matter and minerals from soils in a long-term field experiment in which the organic carbon content had been altered, but the mineral phase had remained constant over time. The sorption of Cu, Cd and Zn showed a non-additive contribution of soil organic matter and minerals to the sorption capacity of soil. Sorption on organic matter exceeded mineral sorption from 6 to 13 times. This is the first time that sorption to soil organic matter is quantified in bulk soils.     

TELOC: A simulation model of the effects of lead on corn (Zea maize) growth

The simulation model TELOC has been developed to estimate the potential reduction in corn grain yield caused by soil lead. The model uses local weather data to estimate plant uptake of lead, photosynthesis of growth. The rate of photosynthesis begins to decline at 175 ppm Pb in the leaves. If the rate of photosynthesis is sufficiently reduced the carbohydrate reserves will be insufficient to meet growth demands and potential grain yield will decline.TELOC was developed to generalize across soils so that a variety of soil—lead combinations may be investigated. In addition to local weather data, a dry weight estimate of soil Pb and the parameters controlling Pb sorption by the soil must be furnished for a simulation.The model was written to be as versatile as possible. With minor changes of the code, the impact of pollutants that reduce the rate of photosynthesis may be investigated.     

The role of soil humic and fulvic acid in the sorption of endosulfan (alpha and beta)

The sorption behaviour of alpha- and beta-endosulfan in soil organic matter was investigated using standard soil humic acid (HA) and soil fulvic acid (FA) with a modified solubility enhancement method and a dialysis bag technique. For HA, all the experiments were conducted at an ionic strength of 0.001 mol/L, in both the presence and absence of calcium and at an ionic strength of 0.01 mol/L. For FA, the experiments were conducted at two ionic strengths: 0.001 mol/L (with calcium) and 0.01 mol/L. This study is the first to describe the striking differences in the sorption behaviours of the two stereoisomers of endosulfan in HA and in FA. The sorption coefficients of alpha-endosulfan in HA and FA were significantly higher than those of beta-endosulfan. Beta-endosulfan has comparable sorption coefficients (1.5–5.4 L/g) in HA and in FA. Ionic strength and the presence of calcium have no significant effect on the sorption of beta-endosulfan in HA. However, calcium can significantly (p=0.01) enhance the solubility of alpha-endosulfan in HA. Changes in ionic strength by one order of magnitude also affect the solubility of alpha-endosulfan in HA. The sorption coefficients of alpha-endosulfan in HA (10–36 L/g) were greater than those in FA (9–14 L/g). The chirality of the alpha-isomer was hypothesised to be the primary reason behind its higher sorption in soil organic matter relative to the beta-isomer. In the presence of dissolved HA and FA found in natural soil environments, solubility of endosulfan can be increased by five times than the aqueous solubility of endosulfan without HA and FA.