湘南水田施含SO_4~(2-)和Cl~-肥料对作物生长和养分吸收的效应

1990年4—11月,在湖南祁阳中国农科院红壤实验站布置田间试验,比较含SO_4~(2-)和Cl~ -类肥料对作物生长的效应。结果表明,SO_4~(2-)促进早稻和晚稻营养生长,但水稻收获时的稻谷产量以Cl~-肥料处理区较高。两种阴离子对水稻养分吸收无显著差异,但SO_4~(2-)对早稻体内的磷素转化不利,可能是稻谷产量较低的原因之一。     

木本泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以木本泥炭为吸附材料,用于去除水中的Cr(Ⅵ).研究了溶液pH值、吸附时间、木本泥炭用量、缓冲液浓度和初始浓度对Cr(Ⅵ)吸附的影响,以及溶液pH值对Cr(Ⅵ)解吸附的影响.结果表明,木本泥炭对Cr(Ⅵ)的去除率随溶液pH值的增大而减小,当溶液pH值为4时,木本泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附能力最强,3.33 g·L~(-1)木本泥炭对100 mg·L~(-1)Cr(Ⅵ)的吸附量为29. 98 mg·g~(-1);当磷酸盐缓冲液浓度在0. 10—0.20 mol·L~(-1)范围内时,随着缓冲液浓度的增大Cr(Ⅵ)的吸附量逐渐减小;木本泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合准一级反应动力学,其吸附等温线符合Langmuir吸附模型;当溶液pH值小于6时,Cr(Ⅵ)的解吸率低于0.32%.     

水体中常见无机阴离子对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl~-,SO_4~(2-),HCO_3~-,NO_3~-以及HPO_4~(2-)/H_2P_4~-),分别考察了其对TiO_2薄膜光催化还原模拟Cr(Ⅵ)废水的影响.从上述离子的光吸收,对·OH的捕获作用以及与Cr(Ⅵ)的竞争吸附三个方面讨论了上述离子影响TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)速率的原因.结果表明,体系酸性越强,越有利于Cr(Ⅵ)的还原;在pH值约为6时,HCO_3~-,Cl~-和SO_4~(2-)对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)具有促进作用,NO_3~-具有抑制作用,H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在低浓度时具有促进作用,而在高浓度时具有抑制作用.造成上述结果的主要原因是Cl~-,SO_4~(2-)和HCO_3~-具有较强的·OH捕获作用和在TiO_2表面较低的吸附能力;H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在TiO_2表面具有较强的吸附能力;NO_3~-对紫外光吸收作用降低了TiO_2表面的紫外光强度以及自身光化学反应产生了·OH.     

土壤对SO_4~(2-)的吸附-解吸特征

研究区两类主要农业土壤在实验温度和吸附平衡液浓度相同时,酸性淋溶土(红壤、黄红壤)SO_4~(2-)吸附量均高于近中性水成土 (水稻土、潮土),与土壤游离Fe,Al含最呈显著正相关,吸附过程均符合Freundlich和Ternkin方程描述规律:低温(10℃)时吸附量均高于常温 (25℃),表明吸附系放热反应,有利于冬,春酸雨频仍季节土壤对SO_4~(2-)的固定,研究表明土壤吸附过程由快速反应(0—4h)和慢速反应(4—48h)两部份组成,且符合反映吸附机制较复杂的多级动力学反应规律,0.01mol/l Ca(NO_3)_2和1.0mol/l NaCl对土壤吸附态SO_4~(2-)的解吸率较高,表明SO_4~(2-)主要被土壤吸附于带正电荷的氧化物胶体表面,离子交换可逆吸附机制似占较大优势。     

湘南红壤对NO_3~-和SO_4~(2-)的吸附机理研究

本文研究了湘南第四纪红粘土发育的红壤对NO_3和SO_4~(2-)的吸附等温线。结果表明红壤对NO_3~-的吸附在浓度低时为负吸附,浓度高时为正吸附,吸附机理为非专性吸附,红壤对SO_4~(2-)的吸附等温式以Freundlich方程最好,在达到最大吸量(X_m)之前,SO_4~(2-)以置换羟基(—OH)的配位吸附为主;而在达到最大吸附量以后,以非专性物理吸附为主。     

溶液中金属离子和pH对红壤吸附SO4^2—的影响

本文研究了溶液中金属离子和pH对红壤吸附SO_4~(2-)的影响。实验结果表明,溶液pH降低,红壤吸附SO_4~(2-)的量增加;溶液中金属离子种类不同,红壤吸附SO_4~(2-)的量差异很大。其次序为Al~(3+)>Zn~(2+)>Na~+。实验结果也表明,当溶液中有Al~(3+)Zn~(2+)离子存在时吸附的SO_4~(2-)较有Na~+离子存在时吸附SO_4~(2-)难被水解吸下来。     

三江平原富Se地区地下水-土壤-农作物中Se富集规律及影响因素

探索同一空间下土壤-地下水-农作物中Se(Selenium)的分布规律和不同介质间Se的富集规律,以期为科学认识同环境中不同元素和指标对Se的分布及富集的影响作用提供理论依据。通过在富Se地区采集0~20 cm表层土壤样品、0~11 m深层土壤剖面样品、浅层灌溉用地下水样品以及主要农作物水稻和玉米籽实,采用统计分析方法分析了研究区不同介质中Se的分布规律、富集规律及影响因素。结果表明,研究区表层土壤中Se质量分数均值为0.311 mg?kg~(-1),直方图表明其在0.10~0.25 mg?kg~(-1)和0.40~0.50 mg?kg~(-1)处有2个明显峰值;相关分析表明表层土中Se质量分数与Al2O3和Cr呈负相关,与P、Hg和Mn呈正相关(P0.001);Se在土壤剖面深度为0~100 cm以及7~11 m两个层位上富集,在0~100 cm富集作用更显著;不同深度土壤中Se主要赋存形态为强有机态、腐殖酸结合态和残渣态,三者最大可占总量的87.3%,且随着深度下降而迅速下降;研究区浅层地下水中Se质量浓度均值为0.337×10-3 mg?L~(-1),主要以Se(Ⅵ)存在,占总Se的95%,主要原因是Se(Ⅵ)溶解性、迁移性强且不易被吸附;水稻籽实Se与表层土Se质量分数相关性显著(r=0.646,P=0.002),玉米籽实与表层土Se质量分数无显著相关性(r=0.124,P=0.593);研究区富Se地块的水稻籽实富Se率为43%,土壤Se质量分数等级由边缘(0.125~0.175 mg?kg~(-1))至丰富(0.40 mg?kg~(-1)),水稻籽实Se的质量分数增量是玉米籽实的1.30倍。     

红外光谱法测定石灰型固硫剂中的SO_4~(2-)、SO_3~(2-)、CaO

采用红外光谱法测定燃煤固硫剂中的SO_4~(-2)、SO_3~(-2)、CaO。对SO_4~(-2)、SO_3~(-2)、CaO的检测极限分别为0.01％、0.01％、0.05％,线性响应范围分别为0.01—0.20％、0.01—0.20％、0.05—3.0％。本法具有快速、样品需用量少等特点,特别适于对易氧化的SO_3~(-2)的测定。采用本法对实际固硫剂灰渣样进行了测定,所得结果与标准化学法相比,重合性较好。     

工业烟尘和废水中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的测定

用3,3＇—二氨基联苯胺分光光度法测定硒已有报道,但其对硒(Ⅳ)显色和硒(Ⅵ)还原的酸度及显色时间上却很不一致,我们对这些问题进行了研究,澄清了硒在显色和还原酸度及显色时间上的混乱,提出了一个准确快速测定Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的方法,应用于工业烟尘和废水的分析中获得满意的结果。     

砷-硒交互作用对水稻吸收转运砷和硒的影响

采用溶液培养法,研究了两种形态无机As与四价Se交互作用对水稻吸收转运As和Se的影响.结果表明,不同形态As与Se交互作用对水稻吸收转运As和Se影响较大,Se(Ⅳ)显著地提高水稻根系而降低水稻茎叶对As的吸收积累.与对照处理相比,在1.0μmol·L-1As(Ⅲ)和As(Ⅴ)处理下添加1.0μmol·L-1Se(Ⅳ)分别导致水稻根系As含量提高59.5%和21.3%,而水稻茎叶As浓度减少10.4%和21.9%.As(Ⅲ)或As(Ⅴ)处理显著降低水稻茎叶对Se的吸收积累,但As(Ⅴ)处理对水稻根系积累Se没有影响.在1.0μmol·L-1Se(Ⅳ)处理下,添加1.0μmol·L-1As(Ⅲ)和1.0μmol·L-1As(Ⅴ)导致水稻茎叶Se浓度分别比对照处理降低41.9%和30.3%.Se(Ⅳ)与As(Ⅲ)或As(Ⅴ)对水稻转运As、Se的能力具有交互拮抗作用.研究结果表明,在As污染农田中,可通过施用Se肥来提高植物的Se营养,降低植物对As的吸收积累,从而降低As对人体健康的危害.     

纳米Fe0对Cr(Ⅵ)的还原及其影响因素

采用纳米Fe0还原水溶液中的Cr(Ⅵ),考察纳米Fe0投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、溶液pH值和有机酸等因素对Cr(Ⅵ)还原的影响.结果表明,纳米Fe0对Cr(Ⅵ)的还原效果明显,其对Cr(Ⅵ)的还原率分别是铁粉和铁屑的7和13倍.Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为20 mg·L-1、Fe0投加量为5g·L-1条件下,反应24 h时纳米Fe0对Cr(Ⅵ)的还原率达82.7％.溶液低pH值可以促进Fe0的腐蚀速度,提高反应速率,当pH值为3.0时还原效果最好.草酸、丙二酸和丁二酸对纳米Fe0还原Cr(Ⅵ)均有明显的促进作用,3种有机酸对Cr(Ⅵ)还原率的提高幅度由高到低依次为草酸、丙二酸和丁二酸.     

液相催化氧化吸收烟气中SO_2的研究

本文报告了水溶液催化氧化吸收烟气中的SO_2对各种因素,包括催化剂浓度和种类、反应温度、SO_2浓度和烟气流量,以及烟气中氧气含量和反应后溶液中SO_3~(2-)和SO_4(2-)浓度与催化剂浓度的定量关系进行了研究。当催化剂浓度为0.05mol/l,SO_2浓度1000—2000ppm,温度25℃时,SO_2吸收率85％以上。并初步讨论了液相催化氧化吸收SO_2反应机理。     

~(35)S标记法研究土壤中SO_4~(2-)的吸附-解吸行为

本文比较了~35S同位素标记法和两种常规化学分析、一种电化学分析法测定环境样品中SO_4~2-的优劣.用本法和BaCrO_4分光光度法研究土壤对SO_4~2-的吸附-解吸特征,表明两者测定结果接近,且所得规律一致.酸雨研究中,在样品数量多、SO_4~2-分析任务重且仪器、设备条件具备时,本法为便捷、准确、较理想的SO_4~2-测定技术.     

固体吸收管携带式采样-离子色谱法测定大气中SO_2和NO_2

本文用简单的携带式采样技术、用浸渍三乙醇胺的分子筛13X装填的固体吸收剂采样管采样、用淋洗液(0.003M NaHCO_3/0.0024M Na_2CO_3)把定量吸附在分子筛上的NO_2和SO_2提取出来。提取液为含NO_2~-、NO_3~-、SO_3~(2-)和SO_4~(2-)的混合液,加入过氧化氢把SO_3~(2-)氧化成SO_4~(2-),继用离子色谱法测定NO_2~-、NO_3~-和SO_4~(2-),以NO_2~-和NO_3~-的离子浓度之和换算出样品中的NO_2浓度。文中讨论了固体吸附剂的制备、影响固体吸附剂吸收效率的因素、固体吸收管的吸收容量以及吸收剂的稳定时间,并与几种液体吸收剂作了对照。     

不同因素对多硫化钙处理地下水中Cr(Ⅵ)效果影响

选用多硫化钙为还原剂,进行地下水中Cr(Ⅵ)去除效果的研究。主要考察了多硫化钙投加量、溶液p H、温度、Mn(II)、Fe(III)、腐殖酸(HA)存在条件下,对多硫化钙处理Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明:当多硫化钙与Cr(Ⅵ)的摩尔比由1∶1变到5∶1时,去除率从41.03%增加到100.00%;溶液p H值从6.0增上升到9.0时,去除率下降27.16%;水环境温度由(7±1)℃增加到(27±1)℃时,去除率达到100.00%所需反应时间,缩短了4~6倍;当地下水中含有Mn(II),随着Mn(II)质量浓度升高(0.00~10.00 mg·L-1),Cr(Ⅵ)浓度低于检测线所需要的时间缩短3倍;当地下水中含有Fe(III),Fe(III)质量浓度从0.00 mg·L-1增加到10.00 mg·L-1,去除率增加9.05%;当地下水中含有HA(0.00~15.00 mg·L-1),去除率由99.31%降低至90.28%。(7)多硫化钙与六价铬的反应产物的X射线衍射光谱图像中2θ值为18.2°、19.36°、26.67°与Cr(OH)3,2θ值为23.02°与单质S的标准卡片匹配度较高。另外,对含有11.36 mg·L-1 Cr(Ⅵ)实际污染地下水的处理效果表明,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.78%,残留浓度达到GB/T 1448—1993地下水质量标准III类标准,说明多硫化钙修复实际铬污染地下水具有良好的应用前景。     

渍水土壤中硒迁移行为的研究

用土柱模拟4种加硒处理的土壤还原淋溶过程，研究了硒在土壤中的迁移和积累。结果表明，未加硒处理（土壤背景硒）的溶液中硒的迁移以有机硒占优势，Se(Ⅵ）及Se（Ⅳ）占的比例很小；土壤富野酸硒由上层向下层迁移。外源蛋白硒的处理的溶液中硒迁移为有机硒，部分外源硒以富里酸硒积累在下层土壤。外源Se(Ⅵ）和Se（Ⅳ）处理的溶液中硒迁移量只占加入量的0．2％和0．4％，硒迁移的主要形态前者为有机硒，后者为Se(Ⅳ）和有机硒；外源Se（Ⅵ）和Se(Ⅳ）的绝大部分以富里酸硒的形态积累于土壤，其积累量Se（Ⅵ）处理高于Se(Ⅳ）处理，上层土壤高于下层土壤。     

砖红壤对Cr(Ⅵ)吸附-解吸反应动力学研究

研究了表面覆盖度、H2PO-4等因素对砖红壤吸附Cr(Ⅵ)反应动力学的影响,以及土壤与Cr(Ⅵ)反应时间对表面吸附态C r(Ⅵ)解吸量的影响,还对土壤吸附Cr(Ⅵ)机理进行了初步探讨.在所研究的pH值范围内,砖红壤对Cr(Ⅵ)的吸附量随离子强度增加而减少,这表明砖红壤吸附Cr(Ⅵ)机理中存在静电吸附.动力学实验表明,当Cr(Ⅵ)初始浓度较高时(0.1 mmo.ll-1),吸附反应速率开始比较快,持续约5m in,随后逐渐减缓.而当Cr(Ⅵ)初始浓度较低时(0.05 mmo.ll-1),土壤对其吸附速率十分迅速,5m in内的吸附量占总吸附量的96%以上.该结果表明,表面覆盖度越低,吸附反应速率越快.H2PO-4的存在将降低吸附反应速率和吸附量.H2PO-4对土壤表面吸附态Cr(Ⅵ)的解吸反应动力学也表现出双速率特征,即开始比较迅速而随后逐渐变缓.当延长土壤对Cr(Ⅵ)的吸附时间后,Cr(Ⅵ)吸附量虽然没有增加,但其解吸量却减少,这说明吸附态Cr(Ⅵ)滞留在土壤表面期间,其结合形态向难解吸态方向发生了转变.     

氢化物-无色散原子荧光法测定河水和废水中砷(Ⅲ)、砷(Ⅴ)、锑(Ⅲ)、锑(Ⅴ)、硒(Ⅳ)和硒(Ⅵ)

基于As (Ⅲ)、As(Ⅴ)、Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)、Sc(Ⅳ)、和Sc(Ⅵ)立不同酸度下,与硼氢化钾反应形成氢化物的行为,提出了测定水样中不同价态As、Sb和Se的原子荧光法:用HAC—NaAC缓冲液控制水样pH=5.5和PH=5.0分别测定As(Ⅲ)和Sb(Ⅲ)含量,水样加HCl至2N直接测定Se(Ⅳ);另取相同量的水样,经KI和抗坏血酸还原后分别测定总As和总Sb量,水样加HCl至6N煮沸后可测总Se量。用差减法求得相应的As(Ⅴ),Sb(Ⅴ)和Se (Ⅵ)含量,方法用于实际样品测定均得到满意结果。     

铯对印度芥菜和菊苣植物螯合肽和金属硫蛋白含量的影响

以133Cs作为污染源,溶液培养印度芥菜和菊苣幼苗,研究植物螯合肽(phytochelatins,PCs)、金属硫蛋白(metallothionein,MT)等含巯基肽类物质与Cs+胁迫毒理的内在联系。采用改良水培法培养印度芥菜和菊苣长至两片真叶,置于含铯[ρ(Cs~+)0~200 mg·L~(-1)]的营养液中培养一段时间后取样,测定幼苗地上部和根系生物量,采用火焰原子吸收分光光度法测定Cs~+富集量,5,5’-二六硝基苯甲酸(DTNB)比色法测定PCs和MT含量。结果显示:随着Cs~+浓度[ρ(Cs+)25~200 mg·L~(-1)]增加,印度芥菜和菊苣地上部和根系生物量显著降低(P0.05),印度芥菜的生物量降低幅度小于菊苣;Cs~+的富集量均显著增加,印度芥菜对Cs~+富集量大于菊苣,印度芥菜地上部、菊苣根系分别是Cs~+的主要蓄积部位;非蛋白巯基肽类(non-protein thiol,NPT)、植物螯合肽(PCs)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)和金属硫蛋白(MT)含量变化均呈现先升后降的趋势,均表现为根系地上部,印度芥菜菊苣。当ρ(Cs~+)100 mg·L~(-1)时NPT、PCs、GSH和MT达最大值。结果表明,菊苣对Cs~+处理敏感,印度芥菜具有较强的吸收和转运Cs~+的能力,Cs~+处理诱导合成PCs、GSH和MT含量显著增加,这是印度芥菜对Cs~+耐性较强的主要原因。     

阳离子凝胶吸附和回收水中的Cr(Ⅵ)

以三乙烯四胺、二甲胺和甲醛为单体、戊二醛为交联剂,以溶液缩聚-交联法制备了一种高等电点、高阳离子度的阳离子凝胶吸附剂.通过核磁共振碳谱、表面zeta电位和扫描电镜分析探讨了阳离子凝胶吸附水中Cr(Ⅵ)的机理和行为特点,通过静态和动态吸附实验评估了凝胶的吸附能力和再生效果,最后探索了铬的回收.研究表明,阳离子凝胶的等电点为10.2,pH=3时阳离子度达3.9 mmol·g~(-1),其对水中Cr(Ⅵ)的大容量吸附主要基于凝胶网络上数量众多的质子化胺基与Cr(Ⅵ)间的静电作用.阳离子凝胶对水中Cr(Ⅵ)的吸附能力远高于Cu~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)等金属离子且不受SO_4~(2-)、NO~-_3、Cl~-等阴离子影响.吸附过程中,Cr(Ⅵ)扩散进入凝胶内部与阳离子吸附位点相结合并最终达到动态吸附-脱附平衡.在动态吸附实验中阳离子凝胶同样具有良好的吸附能力,尽管再生后凝胶对Cr(Ⅵ)的吸附容量有所降低,但采用灼烧灰化的方法则可完全回收凝胶所吸附的Cr(Ⅵ).