土壤对酸沉降缓冲机制探讨

一、前言 土壤对酸沉降具有一定的缓冲作用,不同土壤的缓冲能力也各不相同。那么,土壤缓冲作用的本质是什么,不同土壤为什么具有不同的缓冲能力,要解决这些问题,就必须要了解土壤的缓冲机制,了解土壤内部的化学过程。     

土壤对酸沉降的缓冲能力与土壤矿物的风化特征

在土壤的模拟酸雨淋溶实验基础上,对不同地区不同层次土壤的缓冲能力进行了探讨;用硅作为指示性元素,研究了酸沉降作用下土壤矿物的风化特征;根据实验结果,对土壤中存在的两个缓冲体系进行了讨论。     

土壤酸沉降缓冲机制的探讨

选取南方主要酸沉降区土壤作模拟酸雨淋溶实验,分析在酸雨作用下各土壤盐基离子的淋溶特性,硅、铝元素的释放规律及淋出液的 pH值变化特点。在此基础上,对土壤酸沉降的缓冲机制进行了探讨。      

模拟氮沉降对土壤酸化及土壤酸缓冲能力的影响

为探讨N沉降对酸雨区森林土壤酸化和土壤酸缓冲能力的影响,于2012年4—12月在重庆缙云山地区选取针阔混交林和常绿阔叶林2种典型林分进行模拟N沉降试验,设N0、N1、N2、N3 4个处理,施N量(模拟N沉降量)分别为0、60、120、240 kg/(hm2·a),每月月初将NH₄NO₃溶液均匀喷洒在所选样方内,8个月后进行取样分析. 结果表明:①不同pH下2种林分土壤的酸缓冲能力存在较大差异,pH越低土壤酸缓冲能力越高. ②2种林分的土壤酸缓冲能力随N沉降量的增加而降低. 在相同的N沉降量下,常绿阔叶林土壤酸缓冲能力略高于针阔混交林. ③N沉降会加快土壤酸化速率. 与N0处理相比,N1、N2、N3处理常绿阔叶林土壤pH分别下降了0.03、0.06、0.16,而针阔混交林则分别下降了0.08、0.10、0.26. ④2种林分土壤中盐基离子含量均随N沉降量的增加而降低,交换性Al3+含量则相反. 与N0处理相比,常绿阔叶林N1、N2、N3处理盐基离子含量分别下降了55.76%、66.00%、70.38%,交换性Al3+含量分别增加了16.03%、21.37%、31.81%;针阔混交林盐基离子含量分别下降了24.12%、43.38%、62.24%,交换性Al3+含量分别增加了19.19%、23.48%、34.85%. 研究表明,氮沉降会降低森林土壤酸缓冲能力,加快酸化速率,并且常绿阔叶林土壤对N沉降的敏感性高于针阔混交林.      

模拟酸雨对峨眉山土壤缓冲能力与冷杉生长的关系

通过采用模拟酸雨对土壤的静态和动态淋溶试验,比较了峨眉山冷杉生长状况不同区域的土壤样品的缓冲能力,并与未受酸沉降侵蚀、冷杉生长良好且与峨眉山海拔相近的贡嘎山土壤作为对照点,研究和分析了各不同区域土壤随模拟酸雨pH值变化而改变的情况,以及土壤中可交换阳离子在受到酸沉降侵蚀时,其阳离子溶出总量情况,揭示了峨眉山土壤对酸沉降的缓冲能力与冷杉生长间的关系。     

土壤对重金属缓冲性能的研究

研究了土壤对锌的缓冲性能，讨论了缓冲能力随土壤固相上的锌量以及溶液中锌离子浓度变化的规律；缓冲能力与土壤中几种主要组分（有机质、ＣａＣＯ３和氧化物）关系；温度和ｐＨ对土壤冲能力的影响。结果表明，随着土壤固相上锌量增加，溶液中锌离子浓度的变大，土壤对锌的缓冲能力明显降低。温度和ｐＨ升高，都增加土壤对锌的缓冲能力，石灰性土壤中几种主要组分对锌的缓冲能力的影响顺序耿：ＣａＣＯ３〉氧化物〉有机质。     

南方土壤酸沉降敏感性研究 Ⅵ.固相组成与酸缓冲性能

通过连续提取方法研究了土壤固相组成对酸沉降敏感性的影响。结果表明，不同土壤质子缓冲反应的类型不同，因此，缓冲容量及缓冲强度等指标也有较大差异。有机质对酸缓冲反应存在双重影响。取决于土壤原始ＰＨ值及盐基组成状态。     

大气颗粒物酸缓冲能力来源解析技术与应用

建立了大气颗粒物酸缓冲能力的表征方法,测定了天津市区不同源类的酸缓冲能力;建立了基于二重源解析技术(NCMB)的TSP酸缓冲能力来源识别技术,阐述了其技术原理,并在天津城区加以应用.结果表明,大气中颗粒物浓度和降雨量是影响天津城区降雨pH值的关键因素;颗粒物的酸缓冲能力主要来源于城市扬尘、建筑水泥尘和土壤风沙尘等开放源.开放源污染是现阶段决定天津城区酸雨发展的关键因素之一.     

南方土壤酸沉降敏感性研究Ⅶ——盐基淋溶与缓冲机理

研究了模拟酸雨对我国南方主要土壤类型盐基离子淋溶的影响,结果表明,ＰＨ低于３．０或３．５时,盐基离子淋溶总量明显增加,但ＰＨ高于３．５时,则影响不明显。     

碱性改良剂对富铝化淋溶土酸缓冲性能影响研究

研究区２种酸缓冲能力较弱的富铝化酸性淋溶土施用不同剂量ＣａＣＯ３和电厂粉煤灰后，土壤ｐＨ值和酸化缓冲容量均有不同程度增高，施ＣａＣＯ３处理尤为显，表明土壤抗酸化性能有明显改善，实验结果同时表明，施用改良剂后，土壤胶体表面正电荷量减少，负电荷量增加，后对介中阴离子的斥力增大，故对酸雨中主成份离子－ＳＯ４＾２－的吸附量降低，虽然对其固定能力未明显减弱，但也说明将有较多的ＳＯ４＾２－在土体中移动和     

模拟酸雨对浙东北红壤中盐基离子和铝的淋失影响研究

通过对浙江省东北部杭州至宁波地区两个红壤剖面的模拟酸雨淋溶实验研究表明，随着时间的延续，盐基离子的淋失浓度会在某一时期出现一个峰值。该峰值的出现与酸雨的ｐＨ值并不简单相关，Ａｌ＾３＋的淋失浓度只是在酸雨ｐＨ值＝２．５左右才显增高并在淋出液ｐＨ＝４．０时有一个阈值，经ｐＨ＝２．５－３．０模拟酸雨１０余年降水量的淋溶，红壤中淋出液的ｐＨ值下降不超过０．８。     

西南酸雨地区土壤中铝溶出规律的探讨

本文介绍了实验室动态模拟结果,对西南地区酸性沉降引起的土壤铝淋溶过程予以探讨。通过计算机推算拟合,提出了预测土壤中铝淋溶容量计算法。运用正交实验法,研究了近似于天然的动态过程中影响铝淋溶的主要因素及各因素间的相关性。得到了当降雨pH<6.0时,酸性土或弱酸性土中铝溶量和时间呈指数关系,以及影响铝溶出因素主要是酸雨的pH值、土壤的缓冲能力和环境温度等结论。     

土壤对六价铬的还原容量初步研究

提出并讨论了土壤的潜在还原容量、有效还原容量和条件还原容量等概念，通过对采用北京和唐山地下水饮用水源区３个包气带土壤样品的土柱淋滤实验，研究了土壤对水溶液中六价铬的还原作用，研究了上述土壤各种还原容量之间的关系及影响因素，探讨了向土壤中投加适量常见，无毒，价廉的还原性物质以提高土壤还原能力的方法和将其应用于去除灌溉用污染地下水中六价铬的可能性，实验结果表明，在正常环境条件下，土壤的有效还原容量比土     

锌在石灰性土壤中的吸附动力学初步研究

采用恒流淋洗法研究了外加锌在石灰性土壤中的吸附动力学特性.通过对石灰性土壤样品,人工模拟样品和纯CaCO_3物质吸附锌的动力学实验,结果衰明,石灰性土壤中的CaCO_3组分是外加锌的主要载体,且被CaCO_3组分所保持的锌不易被0.01mol/LCaCl_2溶液解吸下来。还拟用了几种动力学方程(一级动力学方程,Elovich方程和抛物线扩散方程)对本实验得到的动力学曲线进行描述和数据处理,结果表明石灰性土壤吸附锌的动力学特征主要由土壤中CaCO_3组分决定的。     

我国东部冲积平原区水成土壤元素背景值地域分异规律

从气候条件、母质物质组成的差异以及河流上下游物质之间的联系等角度，讨论了我国东部冲积平原区土壤中１３种元素的地理分布趋势及影响因素。研究表明，大多数元素具有明显的南北向地域分布趋势，这种趋势是地带性和非地带性因素共同决定的，而以非地带因素更重要。此外，东部平原土壤与相应主要河流上游侵蚀区土壤微量元素含量具有很好的共轭关系。     

重庆地区黄壤中硫形态的分组和硫酸盐的吸附特性

研究了重庆地区森林植被下的黄壤对SO_4~(2-)的吸附特性和硫形态分组。全硫的含量范围是98.75—259.25ppm,平均值是147.72ppm。全硫在土壤剖面中的分布和有机质不一致。分析的土样中碳键硫的最小值、最大值和平均值分别是21.05,82.50和43.00ppm,硫酸酯硫形态含量的最小值、最大值和平均值分别是12.08,115.38和49.67ppm。土壤中碳键硫和硫酸酯形态硫的比值变化很大,从0.26到3.14。碳键硫、硫酸酯硫在土壤中的分布是第一层较高,下面的层次较低。NaH_2PO_4-S,OA_0~-S的含量范围分别是27.95—105.17ppm,23.79—86.64ppm,这两种硫都是随土壤深度的增加而增加。大部分土样的NaH_2PO_4-S都高于OAc~--S。NaH_2PO_4-S中绝大部分是可溶性硫而不是吸附态硫。NaH_2PO_4-S含量较高的原因可能是当地酸性沉降物输入SO_4~(2-)的结果。由负吸附转向正吸附时的SO_4~(2-)溶液浓度比较高。下层土壤比上层土壤吸附更多的SO_4~(2-)。各剖面点土样对SO_4~(2-)的吸附顺序是:缙云山土壤>山洞土壤>南山土壤。     

黔北地区土壤中活性铝的分布调查

本研究对黔北地区土壤中活性铝的分布进行了分析,结果表明该地区目前土壤活性铝含量的平均水平较低,对于农田及森林系统尚不致有严重影响,但酸性降水对该地区黄壤中铝的溶出有潜在性危害作用。