可变电荷土壤对水体中磷酸根的吸附去除作用

采用一次平衡法和土柱淋溶法研究4种可变电荷土壤对磷的吸附容量,结果表明可变电荷土壤对磷有很强的吸附能力.4种土壤对磷吸附鲢的大小顺序为昆明砖红壤＞柳州红壤≈徐闻砖红壤＞鹰潭红壤,与土壤游离铁、铝氧化物的含量大小顺序一致.说明土壤铁、铝氧化物对磷酸根吸附有重要贡献.被土壤吸附的磷酸根在NO-3体系中的解吸量很小,一般不超过吸附量的10%,但在柠檬酸体系中磷酸根的解吸量量著增加,说明磷酸根主要通过非静电吸附机制被可变电荷土壤吸附.根据淋溶试验结果,昆明砖红壤、柳州红壤、徐闻砖红壤和江西红壤对磷的吸附量分别可达1 792、1 536、1 408和1 280 mg·kg-1,说明富铁可变电荷土壤可以用作水体中磷的有效吸附剂.从土柱淋溶试验获得的吸附量大于一次平衡试验所得值,说明由于磷吸附慢反应的贡献,磷的吸附量随平衡时间的增加而增加.     

pH和添加有机物料对3种酸性土壤中磷吸附-解吸的影响

研究了pH和添加有机物料对红壤、砖红壤和水稻土中磷吸附-解吸的影响。结果表明,砖红壤和水稻土中磷的吸附量和解吸量均随pH的升高而降低,pH对红壤中磷吸附和解吸的影响很小。土壤阳离子交换量(CEC),铁、铝氧化物含量和有机质含量是影响磷吸附的主要因素。红壤的CEC和有机质含量很低,铁、铝氧化物含量高,因而对磷的吸附量最高。砖红壤和水稻土CEC较高,土壤表面对磷的排斥作用较大,而且较高含量的有机质覆盖了土壤表面的磷吸附位,因此这2种土壤对磷的吸附量低于红壤。添加稻草并进行恒温培养可使红壤和水稻土对磷的吸附量显著减少,但对砖红壤中磷吸附的影响较小。添加稻草使土壤磷的解吸量和解吸率增加,从而增加了土壤中吸附性磷的活性。     

中南地区几种地带性土壤中的氧化铁类型与钼吸附特性

应用X射线衍射和化学分析等手段研究了中南地区几种地带性土壤中的氧化铁类型与钼吸附的关系，结果表明：供试土壤粘粒的氧化铁以晶质氧化铁为主，非晶质氧化铁含量低；砖红壤和赤红壤中的晶质氧化铁以赤铁矿为主．其次为针铁矿；红壤、棕红壤中针铁矿含量比赤铁矿含量稍高，黄棕壤中的晶质氧化铁全为针铁矿；针铁矿的平均晶粒大小（MCD）一般比赤铁矿的小，而比表面积却比赤铁矿的大；针铁矿型氧化铁的钼吸附量比针－赤混合型氧化铁的高，从砖红壤到黄棕壤．单位重量的晶质氧化铁的钼吸附量随G／（G＋H）比值的升高而增大．     

砷酸根促进红壤吸附Cd(Ⅱ)的机制

用一次平衡实验法研究砷酸根对Cd(Ⅱ)在红壤表面吸附和解吸的影响,结果表明,加入砷酸根使土壤对Cd(Ⅱ)的吸附量和解吸量均增加,且随着砷酸根加入量的增加,土壤对Cd(Ⅱ)的吸附增量和解吸增量也均增加.当向体系中加入砷酸根后,红壤胶体的Zeta电位显著降低,说明胶体颗粒表面的净负电荷增加.这说明砷酸根主要通过自身吸附增加了土壤表面的净负电荷,从而增加了土壤对Cd(Ⅱ)的静电吸附量.研究结果还表明,在pH 3.5-6.0范围内,砷酸根均表现出对Cd(Ⅱ)吸附的显著促进作用,说明砷酸根与Cd(Ⅱ)在红壤表面的协同作用可以在比较宽的pH范围内发生.     

土壤对铜离子专性吸附特性的初步研究

本文就苏南水稻土(黄泥土)、江西进贤红壤和广东徐闻砖红壤进行了对铜离子专性吸附特性的探讨。专性吸附铜量以黄泥土和砖红壤较大,红壤较低。这与土壤氧化铁,有机质含量密切有关。在本试验条件下,土壤专性吸附的铜,可区分为两种:一为Na~+离子不能置代,但可为1M NH_4Cl所置代;另一是只能为0.1M HCl所解吸,后者称为固定态铜。我们设想土壤对铜的吸附,从交换吸附—NH_4Cl可置代的专性吸附一固定态的专性吸附,三者处于一种连续的和逐渐过渡的情况。三种土壤对铜离子的自净作用有明显差别。     

酸性条件下可变电荷土壤对锌的吸附动力学特征

用自行设计的动力学装置,研究了酸性条件下Zn在可变电荷土壤表面的反应动力学吸附特征.结果表明,在酸性条件下,Zn吸附过程分快反应和慢反应.从一级动力学方程拟合的参数可知,土壤的最大吸附量依次为砖红壤>赤红壤>红壤,表观最大吸附量随酸度增加显著下降,砖红壤、赤红壤和红壤在流入液pH5.5时zn的吸附量为2.81、2.72和1.83 mmol·kg-1;pH3.3时为1.0、0.38和0.12 mmol·kg-1.用Elovich方程和抛物线扩散方程常数b值,解释离子的表观扩散速率,三种土壤的b值依次为砖红壤>赤红壤>红壤,且随酸度的增大而降低.在Zn吸附过程中,pH5.5时,三种土壤流出液中有质子释放;当原液pH值为4.3、3.8和3.3时,都存在质子的消耗.砖红壤上快速消耗H+量远远大于红壤和赤红壤.反应初期,H+质子的消耗是快速反应,主要包括土壤交换阳离子的缓冲作用、土壤表面的质子化及硫酸专性吸附释放的羟基中和H+质子.     

不同比例钾钙锌共存对土壤镉吸附的影响

采用等温平衡法,测定了锌、钾、钙两两共存下赤红壤镉的吸附量,应用Freundlich方程分析了土壤镉的吸附特征,并计算了镉的分配系数(KdCd).结果表明,用Freundlich吸附等温方程拟合土壤镉的吸附特征具有很好的相关性.与单钠体系相比,钙钾、钙锌及锌钾共存均使赤红壤吸附镉的能力减弱,赤红壤的总吸附容量(Kf值)分别降低了56.5%、96.73%和91.3%.不同离子两两共存下改变土壤吸附镉能力的程度不同,钙钾共存的Kf值明显高于钙锌、钾锌共存,对Kf值的影响程度的次序为:锌钾≈钙锌,钙钾.钙锌、钾共存时,增加吸附体系中锌质量浓度将明显降低镉的分配系数(KdCd值),共存离子中锌含量与KdCd值呈明显负相关.钙锌、钾锌以不同比例与镉共存时,锌含量高低是制约KdCd值大小的主要因子.     

酸性土壤中Cd2+的吸附与运移特性

采用平衡吸附和室内土柱淋溶实验研究Cd2 在酸性土壤中的吸附和运移规律.结果表明:红壤和砖红壤中Cd2 的吸附,在其低浓度范围内符合线性等温方程,Cd2 在砖红壤上的分配系数是红壤上的8倍,能较好地用一级动力学方程的两点和一点模型拟合Cd2 的吸附.红壤快反应的比例约为50%-60%,砖红壤快反应的比例约为90%-95%.采用两点位非平衡模型,红壤β值范围为0.50-0.70,f值的范围是0.40-0.60,仅有40%-60%的吸附点位是瞬间完成,还有一部分吸附点位受速率限制,用非平衡两点模型比用平衡模型能更好地描述Cd2 的运移规律;而砖红壤β值在0.93-0.99,f＞0.92,有大于 90%的吸附点位是瞬间完成,不到10%受速率限制,很容易达到局部平衡,运用平衡模型可能更适合,这与动力学方程的结果基本一致.     

低分子量有机酸对可变电荷土壤吸附铝的影响机制

通过吸附性铝的解吸实验研究了低分子量有机酸对三种可变电荷土壤(2种砖红壤和1种赤红壤)吸附铝的影响机制，结果表明，柠檬酸、苹果酸和酒石酸等带有3个及3个以上活性官能团的有机酸在低pH条件下可以通过形成土壤一有机酸一铝三元表面络合物和增加土壤的表面负电荷两种机制显著增加土壤对铝离子的吸附量，但以前一种影响机制为主。乳酸、水杨酸、草酸和丙二酸等带有2个活性官能团的有机酸仅通过改变土壤的表面负电荷影响铝的吸附。土壤氧化铁是土壤吸附有机酸的主要载体，当用化学方法将土壤中的氧化铁除去后，有机酸对铝吸附的影响变小。在pH5．0时有机酸主要通过形成可溶性有机铝络合物减小土壤对铝的吸附，但有机酸的存在增加了Al^3 在吸附性铝中所占的比例，导致铝的解吸率增加。土壤中大量氧化铁的存在使其即使在低pH下也能对铝离子发生专性吸附，导致吸附性铝的解吸率减小。     

不同方式秸秆还田条件下土壤对Cd2+的吸附性能及固定机制研究

秸秆还田作为广泛推行的农业废弃物资源化利用措施,不仅能培肥地力,增加作物产量,还能固碳减排,修复农田重金属污染。为进一步探明秸秆还田对土壤吸附固定重金属的影响,选择我国黑土(BS)、水稻土(PS)、砖红壤(LS)和红壤(RS)4种典型土壤,开展吸附等温试验,考察粉碎处理(S)、焚烧处理(D)和发酵处理(F)等秸秆还田方式下4种土壤对Cd~(2+)的吸附性能及固定作用。Langmuir拟合结果显示所用土壤对Cd~(2+)吸附量由大到小依次为黑土(4 703～10 598 mg·kg~(-1))、水稻土(2 804～4 100 mg·kg~(-1))和砖红壤(2 387～3 906 mg·kg~(-1));Freundlich拟合参数n值由小到大依次为砖红壤(0.13～0.19)、水稻土(0.28～0.43)、黑土(0.27～0.65)和红壤(0.91～2.74),这表明砖红壤、水稻土、黑土和红壤对Cd~(2+)的亲和力逐渐减弱。不同秸秆还田方式中,就黑土而言,不添加秸秆的对照组Cd~(2+)吸附量最高,为10 598 mg·kg~(-1);就水稻土和砖红壤而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附量(3 109～4 100 mg·kg~(-1))高于其他秸秆处理(2 387～3 290 mg·kg~(-1))和对照组(2 444～2 872 mg·kg~(-1))。就黑土而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附能(-6.40～-5.01 kJ·mol~(-1))最小;就水稻土、砖红壤和红壤而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附能(-16.67～-3.13 kJ·mol~(-1))对照(-10.54～-2.35 kJ·mol~(-1))其他秸秆处理(-10.66～-2.17 kJ·mol~(-1))。由于灰分中含有无机矿物成分且能增加土壤pH,秸秆焚烧处理可以显著增加土壤对重金属的吸附量和亲和力。针对4种供试土壤,粉碎处理、焚烧处理和发酵处理秸秆还田方式均不适合黑土,比较适合有机质含量较低的土壤。添加焚烧处理秸秆可以有效增加土壤对Cd~(2+)的固定量和亲和力。     

可变电荷土壤和恒电荷土壤Cl-吸附特性的研究

对不同浓度KCl和不同pH下,3种可变电荷土壤和4种恒电荷土壤Cl-吸附量进行了测定。结果表明,土壤Cl-吸附量随平衡Cl-浓度C（e）增加而增大,恒电荷土壤呈线性,可变电荷土壤在添加Cl-0.5~5.0mmol/L下,符合Langmuir吸附等温式。同一浓度下的Cl-吸附量及其随浓度增加的速率均为砖红壤>红壤>赤红壤>黄棕壤>棕壤、暗棕壤和黑土,与这些土壤所带正电荷量顺序相一致。Langmuir方程K值较小且几种土壤差异不大。恒电荷土壤对Cl-的吸附量很小,在浓度较低时常出现负吸附,其吸附机理可能更多的是与K+吸附时的同时吸附。7种土壤Cl-吸附量均随pH增加而降低,但降低强度可变电荷土壤远大于恒电荷土壤。     

可变电荷土壤和恒电荷土壤CI~-吸附特性的研究

对不同浓度ＫＣＬ和不同ｐＨ下,３种可变电荷土壤和４种恒电荷土壤ＣＩ－吸附量进行了测定。结果表明,土壤ＣＩ－吸附量随平衡 ＣＩ－浓度 Ｃ（ｅ）增加而增大,恒电荷土壤呈线性,可变电荷土壤在添加 ＣＩ－ ０．５－５．０ ｍｍｏｌ／Ｌ．下,符合 Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温式。同一浓度下的ＣＩ－吸附量及其随浓度增加的速率均为砖红壤＞红壤＞赤红壤＞黄棕壤＞棕壤、暗棕壤和黑土,与这些土壤所带正电荷量顺序相一致。Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程Ｋ值较小且几种土壤差异不大。恒电荷土壤对ＣＩ－的吸附量很小,在浓度较低时常出现负吸附,其吸附机理可能更多的是与Ｋ＋吸附时的同时吸附。７种土壤ＣＩ－吸附量均随ｐＨ增加而降低,但降低强度可变电荷土壤远大于恒电荷土壤。     

淹水对酸性红壤磷吸附解吸特性的影响——以江西省旱地红壤和水稻土为例

采用室内培养法研究了淹水对2种酸性红壤（旱地红壤、水稻土）磷吸附解吸特性及草酸可提取态P的影响。淹水培养实验中,2种土壤分别淹水0（对照）,1、2、3、4、8周,淹水培养结束后进行P吸附解吸实验,解吸实验结束后测定土样中草酸可提取态P。结果表明：与氧化状态相比,淹水后旱地红壤P吸附量减少,水稻土淹水1、2、3周P吸附量高于氧化状态,继续淹水4和8周后P吸附量减少。淹水前后旱地红壤P吸附量均大于水稻土。用简单Langmuir方程拟合P等温吸附曲线,除淹水4周外,P最大缓冲容量（MBC）随淹水时间延长而降低。结合能常数（K）淹水前后的变化规律性差。2种土壤P解吸量随加入P量增加而增加。氧化、还原状态下,2种土壤酸性草酸铵可提取P均远远大于CaCl2解吸P,虽然水稻土吸附P量低于旱地红壤,但P解吸量无论是CaCl2解吸P还是酸性草酸铵可提取P均大于旱地红壤,主要原因在于水稻土全P及速效P含量大于旱地红壤。淹水后草酸可提取态P增加,吸附P的释放和被新近形成的铁氧化物再吸附是淹水后草酸可提取态P增加的主要原因。     

几种电解质对土壤吸附Cu2+的影响

采用平衡吸附法研究了潮褐土、红壤对Cu^2 的等温吸附以及不同pH和电解质对土壤吸附Cu^2 的影响。结果表明，(1)土壤对Cu^2 的吸附量随平衡溶液中Cu^2 浓度增加而增加，潮褐土CuCu^2 最大吸附量明显比红壤的高，约是红壤的4—5倍。(2)体系pH显著影响土壤对Cu^2 的吸附，随pH升高Cu^2 吸附率增加，基本呈S形曲线变化。(3)随体系电解质浓度的增加，土壤对Cu^2 吸附率的变化趋势因土壤性质及体系中电解质种类、浓度的不同而不同。随KNO3浓度提高，土壤Cu^2 吸附率降低。KCl、KH2PO4对潮褐土吸附Cu^2 的影响与红壤的有些不同，低浓度KCl、KH2PO4抑制潮褐土对Cu^2 的吸附，高浓度KCl、KH2PO4促进潮褐土对Cu^2 的吸附，面对红壤。KCl降低Cu^2 的吸附率，KH2PO4提高Cu^2 的吸附率，但随KH2PO4浓度的提高，其提高幅度逐渐减弱。     

武当山土壤的粘粒矿物与表面电荷性质

本文研究了湖北省武当山风景区石英云母片岩发育的７个土样的粘土矿物组成、粘粒氧化物含量。土壤电荷量及电荷零点．结果表明：（１）供试土壤粘土矿物均以２∶１型矿物占优势，在海拔４４０ｍ以下的土壤中主要是水云母和蛭石，在海拔６７０ｍ以上的土壤中主要是１．４ｎｍ过渡矿物、绿泥石和水云母；（２）土液粘粘中氧化铁和氧化铝的含量、粘粒硅铝率及氧化铁的游离度随海拔的变化而变化的趋势不甚明显，但非晶形铝铁氧化物的含量及氧化铝和铁的活化度随海拔升高而趋于增加；（３）土壤可变负电荷量、阴离子吸附量和电荷零点随海拔升高而趋于增加。     

环境中植酸的分布、形态及界面反应行为

肌-肌醇六磷酸(myo-inositol-1,2,3,4,5,6-hexakisphosphate,IHP,myo-IP6)简称植酸(Phytic acid或phytate),是大多数土壤中最为丰富的有机磷,它在环境中的界面反应影响着磷素的迁移、循环、转化、生物有效性以及环境效应.本文简要总结了环境中植酸的分布与形态,并综述了其界面反应,包括铁铝氧化物、粘土矿物、碳酸钙等对植酸的吸附解吸,多价阳离子与植酸的络合反应以及沉淀作用.土壤矿物对植酸的吸附影响其转化和生物有效性,矿物对植酸磷的吸附量一般远高于正磷酸盐.其中,弱晶质铁铝(氢)氧化物对植酸的吸附能力一般较晶形铁铝(氢)氧化物大很多.同时,分析了矿物类型、介质pH、温度、共存离子等环境条件对植酸界面反应的影响,植酸吸附对矿物表面电荷性质、颗粒大小和分散稳定性等的作用,以及植酸在金属污染土壤修复中的应用前景.最后讨论了环境中植酸的主要研究热点和方向.     

Hydrogen sulfide removal by iron containing activated carbon

Activated carbon modified by impregnation with iron (III) chloride solution (Fe‐ACs) were studied to try to raise their adsorption capacity for hydrogen sulfide, a malodorous substance.

The surface area and pore volume of activated carbon were decreased by impregnation, but the amount of hydrogen sulfide adsorbed onto Fe‐AC was larger than that onto raw activated carbon (R‐AC). In particular, a large increase of the amount adsorbed onto Fe‐AC was noted at low equilibrium pressure. It was assumed that the increase of amount of hydrogen sulfide adsorbed onto Fe‐AC was due to the chemical interaction between iron (III) chloride on the pores in addition to the physical adsorption onto pores of activated carbon. Fe‐AC shows a high selectivity for hydrogen sulfide.     

苄嘧磺隆在两种可变电荷土壤中的吸附

研究了两种典型可变电荷土壤对磺酰脲类除草剂——苄嘧磺隆(bensulfuron-methyl,BSM)的等温吸附和吸附动力学,及pH对土壤吸附苄嘧磺隆的影响。结果表明,土壤吸附苄嘧磺隆的量随着苄嘧磺隆的质量浓度的升高而增加,而随溶液pH的升高逐渐减小;土壤的物理和化学性质也影响其吸附苄嘧磺隆的量。用Langmuir、Freundlich、Dubinin-Redushkerich等方程对供试土样吸附BSM的数据进行了拟合,分析比较发现土壤吸附苄嘧磺隆的等温曲线较好地符合Freundlich方程。动力学研究显示一级动力学方程能很好地拟合供试土壤的动力学特性,苄嘧磺隆在红壤中较早达到吸附平衡。     

浙江红壤和黄壤的电荷特性

本文对浙江省红壤和黄壤的电荷特性作了初步研究。结果表明，黄壤的可变负电荷量、正电荷量、有效阳离子交换量（ＥＣＥＣ）和可变电荷零点（ＰＨ０）都高于红壤。红壤和黄壤可变负电荷量占负电荷总量的半数以上。土壤的电荷特性与活性铁铝氧化物密切相关。