水溶性有机物在土壤中的吸附及对Cu沉淀的抑制作用

通过室内序批试验研究了来自绿肥(GM)和猪粪(PM)的水溶性有机物(DOM)在潮土和红壤中的吸附行为以及来自绿肥和猪粪堆肥(PMC)的DOM对Cu在高pH下沉淀的影响.结果表明,当没有外源DOM加入时,潮土、红壤中存在DOM的净释放,分别为33.58mg·L^-1和17.17mg·L^-1.随外源DOM加入量的增加土壤净释放量减小,存在土壤对DOM的吸附作用.与绿肥DOM相比,土壤对猪粪DOM的吸附能力更强,m、K_d分别为0.424 1、2.946(红壤),0.284 6、1.58(潮土).比绿肥对应高出32.9%、57.1%(红壤),67%、93.7%(潮土).红壤由于Fe、Al、Mn等氧化物含量较高及低pH值,使其对DOM的亲和力比潮土强.试验结果还表明绿肥和猪粪堆肥DOM能够明显地抑制Cu的沉淀,在pH6～10范围内效果明显,其中Cu的沉淀率分别降低了43.6%(Cu+GM),22.6%(Cu+PMC).     

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.     

除草剂草萘胺在土壤中的降解与吸附行为

采用色谱学(HPLC和GC-MS)和光谱学(UV和Ft-IR)方法研究了除草剂草萘胺在3种土壤(黑土、砖红壤和黄棕壤)中的降解和吸附行为,并对草萘胺土壤中降解的影响因素、降解产物和吸附机理进行了分析.结果表明,在本实验条件下,草萘胺降解速率随土壤温度(15～35℃)和有机质含量(r=0.9794)增加而加快;灭菌条件下的半衰期约是未灭菌时的3倍,土壤微生物是影响草萘胺在土壤中降解的主要因素;草萘胺在黄棕壤中的降解途径可能是脱烷基,降解产物可能为/v-甲基-2-(1-萘氧基)丙酰胺和/V-乙基-2-(1-萘氧基)丙酰胺.草萘胺在黄棕壤、砖红壤和黑土上的吸附系数(Kf)值分别为1.29、3.43和13.36,3种土壤上的吸附自由能(AG)均小于40U·mol-1,即以物理吸附为主,其吸附行为可用Freundlich模型描述.红外光谱学研究进一步证实了3种土壤对草萘胺吸附容量差异是黑土,砖红壤,黄棕壤.     

农业常用有机物料中水溶性有机物的理化性质特征

以水稻土水溶性有机物(DOM)为对照,采用物理化学和光谱学实验研究了农业上常用有机物料:猪粪、绿肥和污泥DOM的理化性质差异.结果表明,水稻土、污泥、猪粪和绿肥DOM含量分别为122, 23793, 12904, 380560mgC/kg.若施用等量有机物料,带入土壤的DOM量最多的应是绿肥.不同有机物料DOM中大分子组分含量高低顺序为:水稻土(51.08%)>猪粪(41.25%)>污泥(23.33%)>绿肥(7.36%);而极性组分含量的顺序则相反,水稻土(10.71%)猪粪DOM(1.12)>污泥DOM(1.11)>绿肥DOM(0.98),紫外图谱也证实了这一点.     

水溶性有机物在土壤剖面中的分馏及对Cu迁移的作用

通过室内土柱试验研究了DOM在土壤剖面中的“分馏”作用,DOM在纵向运移过程中的穿透行为及对污染的红壤和潮土中重金属Cu溶出效果的影响.结果表明,绿肥和猪粪DOM经过土柱后极性都有所降低,在潮土上的降低幅度较大,分别为11.4%和10.72%;DOM能够明显地增加污染土壤中Cu的溶出,且这种作用效果与DOM及土壤的性质有关,绿肥DOM的作用效果比猪粪DOM的强,整个淋洗过程中潮土上Cu的平均溶出量是红壤上的4.37倍(绿肥DOM)和3.03倍(猪粪DOM);由于微生物对DOM的分解作用,降低了DOM对土壤中Cu的溶出效果.     

施用有机物料对污染土壤水溶性有机物和铜活性的动态影响

采用黑麦草盆栽研究施用绿肥、污泥和猪粪后，对Cu污染土壤水溶性有机物(DOM)和土壤Cu环境行为动态的影响．施用有机物料后土壤DOM含量比对照增加0.4—7.5倍，尤以绿肥和猪粪最明显．但随时间延长DOM降解明显，尤其在第一周内．污染土壤中水溶性Cu浓度随DOM的降解而相应减少研究发现，施用污泥有利于降低污染土壤中水溶性Cu浓度和黑麦草对Cu的吸收量，这是污泥固相有机质对Cu吸持使其活性降低和污泥DOM使Cu活性提高二者综合作用的结果．与此相反，施用绿肥和猪粪后，黑麦草体内的Cu含量却明显提高，其中潮土上提高1．4～2．1倍，红壤上提高1．4-1．6倍．因此．施用有机物料改良重金属污染地需格外谨慎。     

水溶性有机物对土壤吸附-解吸菲的影响

以Tween-80为对照,有机物料猪粪(pig manure, PM)、绿肥(green manure, GM)和污泥(sewage sludge, SS)为水溶性有机物(dissolved organic matter, DOM)的提取原料,菲(Phe)为多环芳烃(PAHs)的代表,采用序批试验研究了不同来源DOM对土壤吸附与解吸Phe的影响.结果表明,供试DOM均能明显降低Phe在土壤上的吸附.在DOM试验浓度范围内（0～300 mg·L^-1）,土壤对Phe的吸附量与DOM浓度之间呈极显著负直线相关关系(r_PM>=-0.988?8,r_SS>=-0.982?6,r_Tween-80>=-0.974?3,r_GM>=-0.990?5).菲的吸附等温线可用Freundlich方程定量描述.供试3种DOM抑制土壤吸附Phe和促进土壤吸附Phe的解吸的强弱顺序为:猪粪DOM>污泥DOM>绿肥DOM.本研究结果表明,农业土壤中水溶性有机物能明显活化土壤中的PAHs,增强其在土壤中的移动性.     

源自腐殖土的溶解性有机质组分对棕壤和黑土吸附苯并三唑的影响

溶解性有机质(DOM)影响着有机污染物在土壤中的吸附行为.将从腐殖土中提取的DOM(DOMbulk)用XAD-8树脂和阴/阳离子交换树脂进行分级,用红外光谱、元素分析、紫外分光光度计和电位滴定的方法对DOM不同组分特征进行分析.用吸附批次实验方法研究了DOM不同组分对棕壤和黑土吸附苯并三唑(BTA)的影响.结果表明,DOMbulk中疏水酸性(HOA)、疏水中性(HON)、亲水酸性(HIA)、亲水碱性(HIB)和亲水中性(HIN)组分比例分别为61%、17%、6%、2%和14%.由于黑土有机碳(OC)含量高于棕壤,黑土对BTA和DOM组分的吸附能力均大于棕壤.相对于黑土,棕壤吸附DOM的标化分配系数Koc较高,其原因是棕壤中含有较多的对吸附DOM起重要作用的黏粒和粉砂.由于水分子占据DOM结合点位,DOM组分与BTA在溶液中结合较弱.DOMbulk中HIN在土壤上吸附最强.HIN的吸附增加了土壤吸附BTA的点位,增加点位的促进吸附作用大于HIN与BTA的竞争吸附作用,最终表现为促进吸附.疏水组分在土壤上的吸附较弱,产生的新吸附点位较少,主要通过竞争吸附作用抑制土壤对BTA的吸附.DOMbulk由78%的疏水组分构成,对土壤吸附BTA的影响与疏水组分相似.     

水溶性有机物对菲的表观溶解度和正辛醇/水分配系数的影响

以农业上常用有机物料绿肥、猪粪和污泥作为水溶性有机物(DOM)的提取材料,以菲(Phe)作为多环芳烃(PAHs)的代表,通过摇瓶法研究了不同来源的DOM对菲在水中的表观溶解度和正辛醇/水分配系数的影响.结果表明,菲在超纯水中的溶解近似一级反应动力学过程.超纯水体系中添加了DOM后,菲溶解的平衡时间相对滞后,但却明显增加了菲的表观溶解度.当DOM浓度为150 mg·L-1(以DOC计)时,在含Tween-80、猪粪DOM、污泥DOM和绿肥DOM的体系中菲的表观溶解度分别是纯水体系的20.39、2.082、1.838和1.549倍.菲的表观溶解度随着外加DOM浓度的增加而增大,它们之间存在着明显的线性关系.回归直线的斜率可以用来表征DOM对菲的增溶效果,本试验4种体系中DOM的增溶效果大小依次为表面活性剂Tween-80＞猪粪DOM＞污泥DOM＞绿肥DOM.同时,DOM可降低菲的正辛醇/水溶液分配系数,各体系中logKow值的高低顺序与增溶效果的顺序恰好相反.研究结果显示,DOM的存在可明显地改变PAHs在水相中的溶解度和正辛醇/水溶液分配系数.     

外源水溶性有机物对生菜积累重金属Pb、Cd的影响

以城市生活污泥及其蚓粪(蚯蚓处理过的污泥)中提取的水溶性有机物(DOM)为研究对象,研究了DOM对土壤吸持重金属Pb、Cd的影响,同时进行盆栽试验,研究污泥和蚓粪水溶性有机物存在下生菜对重金属Pb、Cd的积累。结果表明:与对照相比,外源DOM的加入可以降低土壤对重金属Pb、Cd的吸附能力。不同来源的DOM对土壤吸附重金属的影响存在差异,相同DOM浓度下,源于蚓粪的DOM比源于污泥的DOM更能抑制土壤对重金属Pb和Cd的吸附。外源DOM的加入可增强土壤重金属Pb、Cd的活性,促进植物对重金属的吸收与积累。     

猪粪溶解性有机物对紫色土中抗生素迁移的影响

以川中丘陵区广泛分布的石灰性紫色土（坡耕地与果园土）为研究对象,通过批量平衡与填装土柱实验研究了猪粪溶解性有机物（DOM）对氟苯尼考（FFC）与诺氟沙星（NOR）在土壤中吸附-解吸和淋溶特性的影响.结果表明：FFC在紫色土中吸附较弱（K_f =0.34L/kg（坡耕地）和0.85L/kg（果园土））且存在解吸负迟滞现象.当它随猪粪DOM（50~200mg C/L）同时进入土壤时,FFC在两种土壤中的吸附都显著增加（P<0.05）,而猪粪DOM（200mg C/L）预先与土壤发生作用的情况对FFC的吸附促进作用则明显减弱,表明两者对土壤吸附点位存在竞争的同时,猪粪DOM主要以共吸附机制促进FFC在土壤中的吸附;NOR吸附性很强（K_f =405.4L/kg（坡耕地）和516.7L/kg（果园土））,猪粪DOM也能促进NOR在坡耕地土壤中的吸附,而对果园土壤的影响不显著.在20mm/h模拟降雨强度下获得的土柱淋溶穿透曲线表明,FFC极易迁移,在坡耕地土柱中与水流示踪剂Br^-几乎同时穿透,其淋溶总量比果园高11.03%~23.39%;NOR未发生穿透,且96.2%~98.6%残留集中分布在0~3cm表层土壤中.与批量平衡实验结果一致,猪粪DOM使FFC穿透时间延迟0.07~0.13孔隙体积,土柱中残留量增加15.21%~25.96%,而对NOR的淋溶没有影响.FTIR与三维荧光光谱分析表明,猪粪DOM主要由酪氨酸和色氨酸组成,在水相中易与FFC形成复合物.综上,对于弱疏水型抗生素,粪源DOM可通过共吸附机制增加抗生素在土壤中的持留,从而减少其淋溶迁移,而对于强吸附性疏水型抗生素则影响不显著.     

垃圾渗滤液水溶性有机物对土壤吸附重金属Cd2+、Pb2+的影响

采用序批次吸附试验,研究了不同填埋年限(0、4～5、12a)垃圾渗滤液中的DOM对土壤吸持重金属Cd2 、Pb2 的影响.结果表明,垃圾渗滤液中的DOM能促进土壤对重金属Cd2 、Pb2 的吸附.在有垃圾渗滤液DOM存在的条件下,Cd2 、Pb2 的吸附等温线可用Freundlich方程拟合(R2＞0.94),土壤对Cd2 、Pb2 的吸附量比对照处理(无垃圾渗滤液DOM)分别高1.13～1.42倍和1.09～1.84倍,填埋年限长的垃圾渗滤液较之填埋年限短的渗滤液对土壤吸附Cd2 、Pb2 的影响强烈.在Cd2 、Pb2 初始浓度相同时,潮土较红壤具有更高的吸持能力,并且随体系pH的增高,其吸持量增加.     

植物多酚物质原位钝化污染土壤重金属的研究 I.对土壤Cu吸持与溶出的影响

研究了两种缩合类植物多酚L和Y对土壤中污染元素Cu的吸持解吸的影响．结果表明植物多酚具有明显促进土壤吸持Cu，抑制土壤Cu的溶出作用，而且在潮上上效果更大在所研究的Cu和多酚浓度范围内，多酚Y都比多酚L作用显著．Cu的吸持等温线可用Freundlich方程定量描述有多酚存在的条件下土壤对Cu的吸持量比对照处理(不加多酚)高3—6倍．两种土壤对Cu吸持率随着多酚溶液浓度增加也随之增加，特别是在0-400mg(C)/L的多酚溶液浓度范围内，多酚Y和多酚L的浓度每提高100mg(C)/L，可分别使红壤对Cu的吸持率提高33.3％和56．60%，而使潮土提高14．1％和21．4％在土壤对Cu的吸附率相对比较低时(如pH2—5)，添加植物多酚显著增加土壤对Cu吸附．随着多酚溶液浓度的提高，两种土壤中Cu的溶出率都随之降低。     

Sorption of dissolved organic matter and its effects on the atrazine sorption on soils

IntroductionApplication of organic amendments, such as sewagesludge to agricultural soils, has been considered as aneffective way to improve the soil physico chemical propertiesand organic matter compositions. Dissolved organic matter(D…     

Adsorption kinetics of the herbicide safeners, benoxacor and furilazole, to activated carbon and agricultural soils

Chloroacetamide herbicides, namely acetochlor and metolachlor, are common herbicides used on corn and soybean fields. Dichloroacetamide safeners, namely benoxacor and furilazole, are commonly used in formulations containing chloroacetamide herbicides. Extensive reports on adsorption of chloroacetamide herbicides are available, yet little information exists regarding adsorption potential of co-applied safeners. Herein, the adsorption and desorption characteristics of selected herbicide safeners to granular activated carbon (GAC) and in agricultural soils are reported. Further, soil column studies were performed to understand the leaching behaviour of the herbicide Dual II Magnum. Equilibrium sorption experiments of safeners to three agricultural soils and one GAC showed that adsorption was best fitted by the Freundlich isotherm. The Freundlich adsorption constant, K_f, for benoxacor and furilazole sorption onto three agricultural soils ranged from 0.1 to 0.27 and 0.1 to 0.13 (mg/g) × (mg/L)?(1/n), respectively. The K_f for benoxacor and furilazole to GAC was 6.4 and 3.4 (mg/g) × (mg/L)?(1/n), respectively, suggesting more favorable sorption of benoxacor to GAC than furilazole to GAC. The sorption to soils was reversible as almost 40%–90% of both safeners was desorbed from three soils. These results were validated in four replicated soil column studies, where S-metolachlor was shown to leach similarly to the safener benoxacor, originating from the herbicide formulation. The leaching of S-metolachlor and benoxacor was influenced by soil texture. Cumulatively, these results show that safeners will move through the environment to surface waters similarly to the active ingredients in herbicides, but may be removed during drinking water treatment via GAC.