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。      

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。     

用分级方法评估土壤对重金属的缓冲能力

研究了不同Cd,Zn,Cu和Pb负荷对5种土壤(油黄泥土、棕红壤、红壤、石砂土和紫砂土)中的重金属形态的影响,分析了不同土壤对重金属的缓冲作用及其影响因素.结果表明,未污染土壤中的重金属主要以残余态为主,占土壤重金属总量的51%以上.随着土壤重金属负荷的提高,土壤中交换态重金属的比例增大,残余态比例下降,有效性提高,对重金属的缓冲作用下降.由于Cd,Zn,Cu和Pb本身的特性不同,土壤中各组分与Cd,Zn,Cu和Pb的结合方式及程度不同.当外源重金属进入土壤后,土壤对重金属的缓冲性为:Pb>Cu>Zn Cd,酸性土壤和砂质土壤的缓冲能力较低.当重金属加入量较低时,重金属优先向氧化物结合态和有机质结合态转化;而当加入量较高时,向交换态和碳酸盐结合态转化的比例增加.土壤pH下降可使交换态Cd,Zn,Cu和Pb的比例递增,降低土壤对重金属的缓冲性,增加了重金属对环境影响的风险.      

土壤对不同酸度酸沉降的缓冲作用研究

通过模拟酸性水淋溶土壤，研究了土壤对不同酸度酸沉降的缓冲作用。结果指出，以不同酸度酸性水淋洗时，黄棕壤对酸沉降表现出了不同的缓冲过程；而红壤对酸沉降的缓冲作用却均以次级缓冲过程为主。经酸性水淋溶后，土壤的酸化由上至下逐渐减弱。     

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.      

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。     

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。     

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。     

土壤对不同酸度酸沉除的缓冲作用研究

通过模拟酸性水淋溶土壤，研究了土壤对不同酸度酸沉降的缓冲作用。结果指出，以不同酸度酸性水淋洗时，黄棕壤对酸沉降表现出不同过程；而红壤对酸沉降的缓冲作用却均以次级缓冲过程为主。经酸性水淋溶后，土壤的酸化由上至下逐渐减弱。     

中国南方土壤对酸沉降的敏感性

在综合考虑我国南方土壤和土壤资料特点的基础上,基于Ｋｌｏｐａｔｅｋ的敏感性分类体系,建立了适合我国南方土壤的敏感性分类体系,并用其对南方土壤的敏感性进行了评价。此外也根据土壤盐基含量分析了南方土壤的缓冲能力。     

地层介质对垃圾渗滤液的pH缓冲性能研究

通过一维土柱穿透实验和静态实验,分别从空间和时间2方面研究了不同天然地层介质对垃圾渗滤液的PH缓冲性能.结果表明,细砂、粉砂和粘土的本底pH缓冲容量分别为79.9·pH-1 mmol/kg、207.5·pH-1 mmol/kg、456.4·PH-1 mmol/kg.受垃圾渗滤液污染后,除细砂外,随着时间的延长、离污染源距离的减小,每种介质总的pH缓冲容量都逐渐减小;其中碳酸钙缓冲体系的缓冲容量均逐渐增大;硅酸盐、阳离子交换缓冲体系的缓冲容量无明显变化;铝、氧化铁缓冲体系的缓冲容量逐渐减少,但土壤铝缓冲体系的缓冲容量则呈现出先增大后减少的趋势.细砂各个缓冲体系的缓冲容量随时、空变化均呈现出略微增大的趋势.4种介质对渗滤液的pH缓冲能力的顺序是:细砂<粉砂<粘土<土壤.土壤、粘土对垃圾渗滤液有较好的pH缓冲性能,同时对渗滤液中各种污染物的迁移,扩散也有较好的控制作用.     

Solid components and acid buffering capacity of soils in South China

ＳｏｌｉｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄａｃｉｄｂｕｆｅｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｓｏｉｌｓｉｎＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＱｉｕＲｏｎｇｌｉａｎｇ，ＷｕＱｉｎｇ，ＺｈａｎｇＹｕｎｎｉＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，Ｚｈｏ...     

Effects of alkaline ameliorator additions on the acidic buffering abilities of aluminum-rich alfisols

Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｌｋａｌｉｎｅａｍｅｌｉｏｒａｔｏｒａｄｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅａｃｉｄｉｃｂｕｆｆｅｒｉｎｇａｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆａｌｕｍｉｎｕｍ－ｒｉｃｈａｌｆｉｓｏｌｓ￥ＷｕＪｉｅｍｉｎ；ＳｈａｏＦｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｒ...     

浙江省四种类型土壤酸缓冲性能初析

用酸定量回漓和土壤BS-pH缓冲曲线定性比较浙江省四种类型土壤酸缓冲性能的强弱.结果表明,酸性淋溶土缓冲能力虽较弱,但缓冲区出现范围较宽(BS20—80％)且缓冲性能较持久.近中性水成土则大体相反.四种土壤对SO_4~(2-)的吸附容量甚大,吸附过程符合Freundlich方程表述的规律.水和1.0 mol/L KNO_3对土壤吸附态SO_4~(2-)解吸率甚低(<40％).     

难降解多环芳烃污染土壤的机械力化学修复

利用机械力化学法修复多环芳烃污染土壤,以四环芳烃芘为代表污染物,研究了球磨时间和球磨转速对土壤中芘去除率的影响。当球磨时间为6 h,球磨速度为500 r/min时,土壤中芘去除率为93.78%。利用SiO₂作为模拟土壤,通过对球磨前后模拟土壤的GC-MS、红外光谱和拉曼光谱分析,探索芘的降解途径和机理。机械力化学修复过程中,芘的苯环被破坏,部分中间产物为环数较少的多环芳烃(PAHs)、碳链较短的烷烃,还有部分被碳化成石墨和不定形碳。利用机械力化学法对实际污染土壤进行修复,修复后土壤中芘和荧蒽浓度分别为21.45,35.68 mg/kg。机械力化学法修复多环芳烃污染土壤具有可行性和广泛的应用前景。     

生物炭对菜地土壤氮平衡及酸碱缓冲能力的影响

针对太湖地区菜地化肥氮投入量较大导致氮淋失严重及土壤酸化的现状,选取太湖地区的菜地土壤,利用盆栽试验连续种植三季小白菜,结合生物炭埋袋回收技术,研究不同化肥氮施用量(以N计,0和110 mg/kg)及生物炭添加量(w为0%、1%、2%和5%)对土壤氮淋失及酸碱缓冲能力的影响. 结果表明:在化肥氮施用量为110 mg/kg条件下,与无生物炭添加相比,生物炭添加量为2%时可使作物对土壤矿质态氮的利用效率提高约1倍(由41%增至81%),因化肥氮施用引起的土壤氮素残留量降低83%;生物炭添加可有效减少48%~65%的土壤氮淋失量,当添加量为1%、2%时,生物炭主要通过削减淋失液中ρ(TN)来降低土壤氮淋失量;添加量为5%时,则主要通过削减淋失液体积来实现. 无论是否添加化肥氮,生物炭均能有效维持土壤原有的pH、w(有机质)及w(盐基离子);促使土壤酸碱缓冲能容量增加22%~37%,致酸速率降低17%~80%,显著提升了土壤的酸碱缓冲能力. 研究显示,在化肥氮施用量为110 mg/kg条件下,生物炭添加量为2%时能对土壤酸化产生较好的缓冲效果.      

南方红壤地区水稻土的肥力评价

本文在系统分析土壤肥力结构的基础上，运用模糊隶属函数及主成分分析的原理和方法生成了反映水稻土肥力状况的综合肥力指数（ＩＦＩ），以此对江西省临川县４３个水稻土种（属）的肥力状况进行了分析与评价，划分了水稻土的肥力等级，并考察了不同肥力级别水稻土各肥力指标的状况。     

辽河下游草甸棕壤重金属环境容量及其应用

以土壤生态为研究中心,以污水灌溉为研究对象,基于草甸棕壤基本性质,通过污染现状调查,敏感作物盆栽试验,依据土壤-植物、土壤-微生物、土壤-水体系各项指标,提出了汞、镉、铅、砷、铬的土壤临界含量。结合田间物质平衡试验,建立土壤容量数学模型,综合计算出草甸棕壤五种重金属环境容量。根据土壤容量,在污灌地区,制定了水质标准和污泥施用量,并进行了土壤环境的预测。