中国大气酸沉降与土壤酸化问题

我国对大气酸沉降的研究起自７０年代末．以酸雨研究占主导地位。我国酸雨现象区域性、发展性强，在地理上以南方酸性土壤地区为主，在成分上以硫酸盐型酸雨为主；无论是酸度还是频率，酸雨都是极严重的生态环境问题。酸沉降已对农、林生态系统生产产生了严重的破坏效应，但其累积性的环境化学反馈却未引起人们的足够重视。我国酸雨地区以强酸性富铝土壤为主，对大气酸沉降有较大的敏感性。应用β指标还表明，酸沉降可使南方主要土壤因酸化而在３０—６０年内降低ｐＨ一个单位。近年来对酸沉降诱发的土壤酸化研究以模拟降水的土柱试验为主，从ｐＨ下降、盐基淋出、Ａｌ及重金属移动等方面来提示出酸沉降可能对土壤产生的化学影响。但作为过程化学研究，其案例监测研究的报道尚很少。对于南方严重的酸雨现象，应加强实地动态监测和过程分析，注重Ａｌ化学及其对环境的反馈，将酸沉降对生态系统的破坏提高到生态毒理机制上。     

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。     

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。     

模拟酸雨对葡萄叶片和花粉的影响

以巨峰葡萄为试材,研究了模拟酸雨对叶片和花粉的影响,结果表明：（１） 经ｐＨ２ ．５ 和ｐＨ２ ．０ 的酸雨处理后叶片在短期内均出现不同程度的可见性受害伤斑,叶绿素含量和净光合速率下降．（２） 酸雨使叶片ＳＯＤ活性及不饱和脂肪酸指数（ＩＵＦＡ）下降,膜脂过氧化产物ＭＤＡ 含量及细胞膜透性显著增加,并且这些指标的变化与酸雨ｐＨ值有显著的相关性．（３）叶片对酸雨处理引起的生理伤害有一定的自我修复功能．（４） 酸雨对叶片的生长和花粉发芽有明显的抑制作用     

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．     

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...     

不同形态铝对小麦抗氧化系统的影响

研究了铝在不同ｐＨ条件下的形态分布,测定了单核铝和多核铝对小麦根中超氧化物歧化酶(ＳＯＤ)和过氧化物酶(ＰＯＤ)活性的影响．结果表明,低浓度Ａｌａ和Ａｌｂ激发了小麦根ＳＯＤ活性;ＰＯＤ活性在ｐＨ≤５．０时被显著激活,而当 ｐＨ≥５,５,Ａｌａ与Ａｌｂ浓度较低时ＰＤＤ被显著地抑制;ＳＯＤ与ＰＯＤ活性均在ｐＨ４．５,７５μｍｏｌ·ｌ－１[Ａｌ]时达到本实验最高值,与Ａｌｂ浓度的增加相关．本实验结果显示两种形态的铝对植物的致毒机理可能存在一定差异．     

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。     

Al—Ferron逐时络合比色法研究PACS中铝的水解聚合形态

制备了碱化度及不同Ａｌ＾３＋／ＳＯ＾２＝４摩尔比的系列ＰＡＣＳ，用Ａｌ－Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法研究了铝的形态分布，考察了碱化度，Ａｌ＾３＝／ＳＯ＾２＝４摩尔比，稀释作用及ｐＨ值对铝的形态分布的影响。     

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．     

土壤环境中具有Keggin结构的Al13草酸盐胶体合成及其表征

采用XRD,FTIR和MAS27 Al NMR方法表征从Al13溶液中合成的草酸盐胶体.结果表明:胶体具有明显的XRD衍射峰,有别于常见的Al系及其草酸盐沉淀;位于810cm-1处络合物中Al-O伸缩振动证明胶体是由Al13和草酸根直接络合形成;红外光谱中位于725cm-1处的(Al-O)Td键和固体核磁共振波谱中位于约61ppm处的Al(O)4特征峰共同证明胶体具有特殊的Keggin结构,高pH(=7.8)环境下Al13草酸盐胶体仍能保持Keggin结构;经过化学分析,该草酸盐胶体化学式为AlO4Al12(OH)24(H2O)12(C2O4)7/2.     

藻菌生物膜胞外聚合物(EPS)与Al3+的配位作用机理

利用三维荧光光谱(3DEEM)和傅立叶转换红外光谱(FTIR)研究了藻菌生物膜EPS与Al3+的相互作用机理.3DEEM结果表明,生物膜EPS含有3个荧光峰.其中,峰A(Ex/Em=225～235 nm/300～330 nm)和峰B(Ex/Em=275～280nm/325～330 nm)荧光较强,属类蛋白峰,峰C(Ex/Em=335 nm/432～434 nm)荧光较弱,属类腐殖酸峰.峰A和峰B都能不同程度地被Al3+猝灭,它们的条件稳定常数(logK)分别为5.89和6.95.Al3+-EPS体系的峰A和峰B荧光强度明显受溶液pH值的影响.在pH为2～4之间时,荧光强度随pH的增大而增大,在4～7之间随pH的增大而减小,在7～11之间随pH增大而增大.FTIR光谱网分析表明,Al3+主要与EPS中所含的-NH-、C=O等发生强的配位作用.     

铝的水解聚合形态分析方法研究

本文主要探讨了铝的水解聚合形态的两种测定方法，即Ａ１－Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法和＾２７Ａ１ ＮＭＲ核磁共振法。扼要地说明了Ａ１－Ｆｅｒｒｏｎ逐时络合比色法中不同比色－缓冲的配制及其测定结果，以及＾２７Ａ１ ＮＭＲ法中大、小管测量方法及其测定结果。最后对这两种铝的水解聚合形态分析方法的相关性作了对比。     

聚合硅酸硫酸铝溶液中铝的形态分布及转化规律

以硫酸铝、水玻璃和铝酸钠为原料合成出了具有不同碱化度(B)和si／Al摩尔比的聚合硅酸硫酸铝(PASS)混凝剂,用Al-Ferron逐时络合比色法和^27Al NMR法研究了PASS中铝的形态分布．结果表明,Si／Al摩尔比对PASS形态的影响要小于B值的影响;在一定的B值和Si/Al摩尔比下,Alb成为PASS中铝的优势形态;PASS中Alb和Ferron试剂的反应遵循准一级反应规律,其Kb差异不大．     

Aluminium in tea plantations: mobility in soils and plants, and the influence of nitrogen fertilization

The levels of extractable aluminum (Al) in soils of tea plantations, Al concentrations in tea leaves and the impact of nitrogen fertilization on these two parameters were investigated. In addition, the properties of soils from tea plantations were compared to those from soils of adjacent non-tea fields to evaluate the effect of land use conversion (from non-tea soils to tea soils). Exchangeable Al (extracted in 1 mol l⁻¹ KCl) ranged from 0.03 to 7.32 cmol_c kg⁻¹ in 94 tea fields and decreased rapidly with increasing soil pH. In comparison with non-tea soils, tea soils had a significantly lower pH and exchangeable Mg²⁺ concentration but higher organic matter contents and exchangeable K⁺ concentration. Contents of extractable Al were not different (P > 0.05) between these two soils. The concentrations of Al in mature tea leaves correlated significantly with exchangeable Al in soil samples taken at a depth of 20–40 cm and with exchangeable Al saturations in soil sampled at␣depths of 0–20 and 20–40 cm. In the pot experiment, nitrogen fertilization significantly increased extractable Al levels but decreased soil pH and the levels of exchangeable base cations. Nevertheless, the levels of Al in mature leaves and young shoots were significantly reduced by the application of large amounts of N fertilizer.     

Al~(3+)和阳离子型表面活性剂复合污染对玉米幼苗的影响

研究了阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)和Al3+ 共存 ,对玉米幼苗保护酶及叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率等的影响。结果表明 :CTAB能加剧Al3+ 对玉米幼苗的毒害作用。具体表现为使幼苗超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性升高 ,过氧化氢酶活性下降 ,超氧阴离子产生速率增大 ,脂质过氧化作用加剧 ,质膜透性上升 ,而叶绿素含量下降。当CTAB浓度在临界胶束浓度以上时 ,光合速率及蒸腾速率急剧降低     

Al13形态分离纯化方法的初步研究

对ＳＯ＾２－４／Ｂａ＾２＋法分离提纯Ａｌ１３形态的影响因素进行了研究,实验结果表明,聚合铝浓度、ＳＯ４／Ａｌ比、Ｂａ／ＳＯ４摩尔比、以及超声反应时间对分离效果上具有较大的影响。较高浓度的聚合铝利于沉淀的形成与分离。同时选用１：１的ＳＯ４／Ａｌ与Ｂａ＾２＋的共存对形态分析不产生影响,形态鉴定结果表明,经过上述分离条件所得产物形态为Ａｌ１３。     

我国南方主要酸沉降区土壤中铝的释放与缓冲作用

本文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淋溶液ｐＨ值及Ａｌ离子释放特点,结果表明,石灰土和滨海盐土的阳离子淋溶量低于阳离子交换量,土壤主要处于阳离子交换缓冲范围和碳酸盐－硅酸盐缓冲范围,Ａｌ释放量一般低于０．４０ｍｍｏｌ·ｋｇ＾－１。     

聚合氯化铝Al13模型化合物的量子化学计算

采用MNDO方法对聚合氯化铝(PAC)中的Al13模型化合物进行了量子化学计算.结果表明:作为电子给体化学反应的活性点主要是羟基氧原子或羟基桥键氧原子,作为电子受体化学反应的活性点主要是六配位的Al.羟铝比(OH/Al)大的模型物, 铝氧四面体中Al所带正电荷明显减少,表明OH/Al比大时将有更多的电子流向Al(Ⅲ).与此同时,羟桥Al-O的键级会逐渐减小,有利于PAC的水解.水解过程实际上是通过OH-的HOMO和被水解形态组分的LUMO相互作用使Al-O(H2O)键断裂形成Al-O(OH)键的过程.