模拟酸雨淋溶下红壤中盐基离子释放及缓冲机制研究

通过模拟酸雨淋溶实验,分析在不同酸度酸雨淋溶下红壤中盐基离子释放的规律和特点,研究红壤对酸雨的缓冲机制.结果表明:红壤对酸雨的缓冲主要可分为初级和次级2个缓冲体系,其盐基离子释放主要受H+输入量控制.当H+输入量少时,红壤对酸雨的缓冲以初级缓冲体系交换盐基离子为主;随着H+输入增多,红壤对质子的缓冲进入矿物风化阶段.酸度大的酸雨对红壤的矿物风化作用相对较大.不同酸度酸雨淋溶下,各盐基离子释放量最终趋于稳定.盐基离子对酸雨的敏感性顺序为Ca2+>Mg2+>K+>Na+.结果还表明,Ca2+与Mg2+的释放显著线性相关,n(Ca2+)/n(Mg2+)随酸雨pH和淋溶量增加而增大.强酸性酸雨淋溶下红壤矿物风化所导致的Na+释放的机理和来源可能与K+,Ca2+和Mg2+的不同.      

贵州典型森林群落植被冠层的酸雨淋溶特征及缓冲作用

在贵州龙里地区开展酸雨模拟实验,并进行天然降雨连续监测,采集马尾松、灌丛冠层穿透雨,结果表明:①研究区降雨中主要阳离子浓度依次为NH4+Ca2+K+Na+Mg2+,降雨pH值大于6.0时,降雨中NH4+含量降低,Ca2+占优势;降雨中主要阴离子浓度依次为SO42-NO3-Cl-;冠层穿透雨与降雨相比,Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、NO3-、SO42-和有机酸富集,特别是K+、Ca2+、SO42-和有机酸富集倍数最大.②森林冠层对酸雨的缓冲作用体现在酸雨中H+与树叶组织中的盐基阳离子发生交换反应,淋出K+、Mg2+、Ca2+等阳离子,减少了酸雨中H+含量.Na+相对惰性,在降雨和穿透雨中的含量变化不大;K+、Mg2+、Ca2+的淋出是冠层缓冲降雨酸度的主要原因,其中K+和Ca2+作用最突出,其次是Mg2+.③贵州典型森林群落植被冠层的缓冲作用随降雨pH值而变化.对pH值接近3.0的强酸性降雨,经过冠层形成的穿透雨pH值大于降雨,典型森林群落植被冠层对酸雨的缓冲作用依次为马尾松林针阔混交林灌丛;对4.0pH6.0的降雨,马尾松林冠层使降雨更加酸化,典型森林群落植被冠层对酸雨的缓冲作用依次为针阔混交林灌丛马尾松林;对pH值大于6.0的非酸性降雨,经过冠层后被酸化,穿透雨pH值小于降雨;穿透雨pH值基本在4.0～6.0范围内.     

模拟酸雨对沙柱中废弃线路板组成元素的影响

通过室内土柱淋溶实验,研究模拟酸雨对废弃线路板组成元素的影响,并分析了浸出液的组分特征和变化规律.结果表明,废弃线路板中组成元素(Cu、Pb、Zn、Ca、Mg和Cl) 浸出浓度随酸雨pH值的降低而增大;其中Cu、Pb和Zn的浸出浓度随淋溶液体积的增大呈现先增加后降低的趋势;而Cl、Ca和Mg的浸出浓度在淋溶初期达到最大值,之后随着淋溶液体积的增大而减小;Cu和Pb的浸出浓度在平稳状态仍然远大于国家地表水Ⅲ类标准.使用Visual MINTEQ软件模拟浸出液中Cu、Pb和Zn 3种元素的组分存在形态表明,Pb和Zn主要以Pb2＋和Zn2＋为优势态,Cu在pH4.0时,主要存在形态为CuSO4(aq).     

酸雨作用下中亚带森林冠层淋溶规律研究

2001年1月～2002年6月对韶山亚热带常绿阔叶林4个采样区进行了酸雨的监测,以监测数据为依据,分析研究了林内穿透水中主要离子的淋溶规律。结果表明:大气降水经过森林冠层后pH值明显升高,韶山亚热带常绿阔叶林对SO42-、NO3-、Mg2+、NH4+离子具有吸收作用,特别是NH4+和NO3-离子。SO42-、Ca2+和Mg2+离子的冠层淋溶百分率随降雨量的增加有明显减少的趋势。Ca2+、K+和Cl-随着pH的增加,其冠层淋溶百分率呈增加趋势。韶山地区在常年酸沉降作用下,森林冠层对酸性离子SO42-、NO3-的吸收作用最强。根据18个月离子浓度平均值来计算,韶山地区森林冠层离子的淋溶序列为:K+>Ca2+>Cl->Mg2+>SO42->NO3->NH4+>Na+。     

模拟酸雨对红壤中硅铝铁释放的影响

通过模拟酸雨对湖南红壤的淋溶实验,分析了淋溶液pH值和硅铝铁离子动力学释放规律和特点.结果表明,在一定淋溶范围时,酸雨酸度是决定红壤矿物溶解及离子释放的主要因素,且硅、铝、铁对酸雨响应存在差异.在pH<5.6的各酸度酸雨淋溶下,硅均有大量释放,铁基本无释放.pH在3.0～5.6时铝的释放量很小,只有在酸雨pH值较低时才会有大量溶出.随酸雨淋溶的进行,酸雨pH在3.0～5.6的硅铝释放能力总体呈下降趋势.pH 2.5的酸雨可使红壤矿物的风化作用加强,硅铝释放量均明显增加,铝的增幅更大,但随淋溶量增加硅铝释放能力的增长速度趋缓.实验结果还表明,红壤受酸雨影响pH值降到一定程度后,淋出液中铝浓度与其pH值及DOC都呈线性负相关,酸沉降可破坏固相有机络合铝并使其溶出,但强酸性酸雨作用下红壤溶解而释放的铝主要来自铝硅酸盐的溶解.     

模拟酸雨对南方土壤硅铝释放的影响

通过模拟酸雨淋溶实验,分析了淋溶液pH值和硅铝离子释放规律和特点的关系．结果表明,模拟酸雨的酸度是决定土壤中硅铝淋溶释放量的主要因素．当pH＞3.0时释放量增幅较为缓慢,而pH＜3.0以后释放量骤增．土壤溶液中H⁺浓度的增加,使得以水解反应为主要过程的土壤矿物的风化作用加强,从而使硅铝释放量增大.     

模拟酸雨对土壤金属离子的淋溶和植物有效性的影响

酸雨是当今最重要的环境问题之一,酸雨使森林枯萎、湖泊中鱼群减少和影响农作物生长,酸雨对土壤的影响中,最重要的是可能引起土壤pH和盐基饱和度的降低以及金属阳离子淋溶强度增大,影响程度与土壤性质密切相关,酸雨的降落能由于土壤中离子代换作用的增强而加速离子淋溶,并造     

模拟酸雨对红壤中铬释放的影响研究

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨淋溶下4种红壤铬的释放特征与规律.结果表明:经过相当于9 150和10 650 mm降水量的淋溶后,与对照(pH为5.6)相比,pH为4.5的酸雨使红壤铬的累积释放量提高4.03%～88.54%,pH为3.5的酸雨使其提高6.75%～308.42%;不同红壤铬的释放量随淋溶量的变化规律较为相似,总体上表现为释放量随淋溶量的增加而缓慢上升.酸雨对红壤铬释放的促进作用一方面是由于酸雨提高了Cr(OH)₃的溶解度;另一方面是由于H+对Cr3+的竞争吸附作用、酸雨所导致的土壤溶液中离子强度增加及酸雨对土壤胶体(主要是铝和铁的氧化物及氢氧化物)的溶蚀作用而降低了Cr(Ⅲ)的吸附量.      

pH对高速公路煤矸石路基材料淋溶特性的影响及模拟

煤矸石中含有多种有害微量元素,作为高速公路建材的煤矸石大气降水和汇水的淋溶和冲刷可能对地下水造成二次污染。考察了煤矸石在不同pH(3.0,5.0,7.0,9.0)条件下的淋溶特性并模拟了其动力学规律[1]。结果表明,煤矸石淋溶出的Mg2+、Na+、Ca2+、K+、SO2-4、NO-3、Cl-等离子在pH=3的溶液中呈现了较大的浓度;在不同酸度条件下,溶液酸度越强,几种离子的浓度也相应增大;有害微量离子呈现出不同的淋溶规律,pH越低,淋出浓度越大,其中Mg2+、Na+、SO2-4、NO-3的溶出溶度与淋溶体积符合幂指数关系。研究可为煤矸石资源化利用过程中地下水污染的控制提供一定参考依据。     

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。      

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。     

Effects of simulated acid rain on cation release in soils of South China

This paper deals with the release of base cations and Al3+ at the treatment with simulated acid rain (SAR) in main soil types collected from South China. Results showed that the amounts of base cations increased obviously when the pH value of simulated acid rain was lower than 3.0 or 3.5. Compared with the leaching of K+ and Na+, the leaching of Ca2+ and Mg2+ was affected by the pH value of SAR. Only when the amounts of base cations leached from soils exceeded the cation exchange capacity, the pH value of leaching solutions decreased sharply and the amounts of released Al3+ increased. The H+ buffering mechanisms, which were affected notonly by the pH values of SAR, but also by the types and solid components of soils, were proposed for the main soils studied.     

Effects of simulated acid rain on cation release in soils of South China

This paper deals with the release of base cations and Al3+ at the treatment with simulated acid rain (SAR) in main soil types collected from South China. Results showed that the amounts of base cations increased obviously when the pH value of simulated acid rain was lower than 3.0 or 3.5. Compared with the leaching of K+ and Na+, the leaching of Ca2+ and Mg2+ was affected by the pH value of SAR. Only when the amounts of base cations leached from soils exceeded the cation exchange capacity, the pH value of leaching solutions decreased sharply and the amounts of released Al3+ increased. The H+ buffering mechanisms, which were affected notonly by the pH values of SAR, but also by the types and solid components of soils, were proposed for the main soils studied.     

Effects of simulated acid rain on root growth of Cunninghamia lanceolata and Schima superba saplings planted in acidified soil

Results from pot culture (with one-year old Cunninghamia lanceolata and Schima superba) are described. It was found that the biomass production and elongation of C. lanceolata was seriously inhibited at pH 2.0 rain, but for S. superba, was not affected markedly. When pH values of experimental rain were higher than 2.0, the root growth of both species was not adversely affected. Aluminium had already accumulated to some degrees in the roots of both trees, and started to affect the root growth of C. lanceolata at pH 2.0 rain. The soil chemistry was also examined. Increased acidity of experimental rain increased the leaching of Ca and Mg. The Al/Ca mol ratio increased from 0.3 to 0.9 in top soil, and in rhizosphere to 1.5 when the pH values of simulated acid rain were 4.5 to 2.0. In this experiment, NO3- fertilization effect was discovered.     

模拟酸雨作用下红壤镉释放的研究

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨影响下4种红壤镉的释放特征.结果表明,酸雨加速了红壤中镉的淋溶损失,其对红壤镉释放的影响表现在两个方面,在同一酸度的淋溶液作用下,镉释放量一般随淋溶量的增加而增加;在同样强度的淋溶量下,淋溶液的pH值越低,镉的释放量越大.镉累积释放量与淋溶量的关系可用一元二次方程描述.酸雨增加了水体中镉的负荷,从而加重了镉对环境的危害.     

酸沉降背景下太湖流域碱基离子流失特征模拟研究

太湖流域是我国酸沉降较严重的区域之一,酸沉降对流域碱基离子流失产生了显著影响。通过室内模拟试验,研究了流域内代表性碳酸盐岩及其风化产物和流域分布广泛的沙壤土在不同pH模拟酸溶液作用下碱基离子的释放特征。结果表明：1）碳酸盐岩中碱基离子释放量与酸溶液pH和粒径均呈显著负相关（P<0.01）。在10 d试验期内,Ca²⁺释放量最小值为0.26 g/kg,最大值达14.30 g/kg,且比K⁺、Na⁺和Mg²⁺释放量高1个数量级。2）碳酸盐岩风化产物与沙壤土中碱基离子对模拟酸溶液的敏感性为Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺。其释放量不仅与模拟酸溶液pH有关,还取决于介质本身特征（本身离子总量、成土母质环境及交换态离子量）。3）太湖流域不同介质对模拟酸溶液的缓冲能力存在显著差异,表现为碳酸盐岩>白云岩风化产物>石灰岩风化产物>沙壤土。分析认为,大量的碳酸盐与质子迅速发生的中和作用是碳酸盐岩及其风化产物具有较强缓冲能力的关键因素。

     

模拟酸雨影响下红壤中硼的释放特征

为了探明酸雨对红壤中硼释放的影响,了解土壤缺硼机制,采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨作用下红壤中硼的释放特征.结果表明,酸雨加速了红壤中硼的淋溶损失.酸雨作用下红壤中硼的释放随淋溶量的变化具有初期阶段减小,中期阶段显著增大和后期阶段又减小的阶段性特点.模拟酸雨的pH值越低,硼的释放量越高.酸雨对硼释放的这种促进作用,一般表现为中期阶段的影响要大于初期和后期阶段的影响.淋出液中硼含量的动态变化与pH值的变化成负相关关系.供试土壤不同,硼的释放强度和释放特征存在一定的差异性,硼的释放强度和特点明显受土壤硼的背景值和土壤对酸缓冲能力的影响.