pH、温度和水土比对酸性土壤溶液中铝离子形态分布的影响

溶液中Al3 、Al-F和有机络合态铝（Al-OM的浓度随pH降低而增加，Al3 在总单核铝中所占比例随pH的降低而增加，而Al-F络合物呈相反的变化趋势.土壤中铝的溶解度与土壤中铝氧化物的结晶形态有关，处于较高纬度地区的土壤，由于铝氧化物的结晶形态较差，在相同pH下，其铝的溶解度较大.土壤溶液中有机络合态铝的浓度随温度升高而增加，在pH不变的情况下，土壤中无机铝的溶解量随温度降低而增加.随水土比增加，土壤溶液中Al3 、Al-F络合物和Al-OM浓度减小，但按每kg土计算的铝溶解量随水土比的增加而增加.     

模拟酸雨对红壤铝形态的影响

用动态淋洗试验，研究了不同pH的模拟酸雨对红壤中铝形态和性质的影响．结果表明，酸雨淋洗引起红壤中盐基离子的淋失和土壤铝的溶出．随着酸雨溶液pH的降低，盐基淋矢量和铝溶出量增加．酸雨淋洗影响土壤铝形态的转化，使红壤中交换态铝上升，吸附态羟基铝有所下降．这说明在酸雨长期作用下，羟基铝溶解，并转化为交换态铝和引起铝的溶出，使铝进入环境，危害生态系统．     

有机酸对砖红壤的溶解及固定态磷素的活化

选择柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸4种土壤中常见有机酸为研究对象,研究了它们与砖红壤反应后,Fe、Al的溶出特征以及P的释放规律,并对上述反应的机制进行了探讨.结果表明,草酸、酒石酸和苹果酸3种有机酸与土壤反应24h后,溶液中总Fe浓度随反应体系pH值升高而降低,但柠檬酸与土壤反应24h后,溶液中总Fe浓度则随反应体系pH值升高而增加.4种有机酸溶出土壤Fe的能力按草酸柠檬酸酒石酸苹果酸的顺序下降,溶出机制主要是络合溶解和还原溶解.溶液中Al的溶出量在4种有机酸-土壤体系中均随体系pH值升高而降低,且按草酸柠檬酸≈酒石酸苹果酸的顺序下降,溶出机制主要是质子溶解和络合溶解.有机酸对固定态磷素有明显活化效应,在草酸、酒石酸和苹果酸3种有机酸-土壤体系中,溶液中P浓度均随体系pH值升高而降低,但在柠檬酸-土壤体系中,则随体系pH值升高而增加.溶液中Al/P物质的量之比要远大于Fe/P物质的量之比,这表明土壤中P主要结合在铁氧化物表面,其活化与铁氧化物的溶解过程关系密切.此外,Al的存在对草酸活化固定态P有抑制作用。     

模拟酸雨对森林红壤中铝的溶出及不同土层酸度变化的影响

为进一步探明酸沉降对森林红壤及生态环境的影响，模拟长沙地区降水酸度及离子组成，采用浸泡试验对两种森林红壤活性铝的释出及土壤理化性质的变化进行了研究。结果表明，模拟酸雨浸泡初期，土壤活性铝的释出量随浸泡次数的增加而增加，原始土壤pH值愈低，活性铝释出愈多；强酸度、高离子浓度（AR4）模拟酸雨对土壤中活性铝的溶出量远大于基础酸雨（AR3）及弱酸、低离子浓度酸雨（AR2）和对照酸雨（AR1）。模拟酸雨酸度愈大，对土壤pH值的影响愈明显，不同土层间，以A层土壤pH值下降最明显，B、C层土壤则下降较小。模拟酸雨模拟浸泡土壤25年后，土壤阳离子交换量均有不同程度下降，有机质含量高，原土壤阳离子交换量大的土壤下降幅度也大。     

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。     

铁、铝氧化物和土壤对苄嘧磺隆的吸附

用平衡吸附法研究了苄嘧磺隆在两种土壤(广州赤红壤、湖南红壤)和两种人工合成氧化物(针铁矿、铝氧化物)中的吸附,以及pH对吸附的影响.结果表明:(1)用Langmuir,Freundlich和Temkin等温方程描述供试样品对苄嘧磺隆的吸附,其中Freundlich吸附等温方程拟合的结果较佳.在苄嘧磺隆的实验浓度范围内和一定的pH条件下,吸附苄嘧磺隆的量随其浓度的升高而增加,其顺序为:铝氧化物＞湖南红壤＞针铁矿＞广州赤红壤.(2)苄嘧磺隆在供试样品中的吸附量随溶液pH值的升高而减小.     

磷酸氢二铵在酸性土壤中的转化与垂直扩散

采用土柱培养和切片取样方法,研究磷酸氢二铵(DAP)在酸性红壤中的转化与肥料磷在土体中的垂直扩散.结果表明,施用DAP31d,肥料磷扩散距离不足5cm.无机磷形态分级结果表明,进入土壤的肥料磷仅有小部分保持水溶态,大部分已转化为有效性较高的铝磷,其次是铁磷,另有少量转化形成闭蓄态磷.各形态磷含量空间分布上均表现为随距施肥点距离的增加而逐渐降低的趋势.施用DAP引起土壤pH显著升高和土壤铁铝活性显著增强.土壤难溶矿物溶解释放出的Al3 、Fe3 离子是引起肥料磷在酸性红壤中固定的主要原因.     

模拟酸雨及其活化Al~（3＋）构成的复合污染对中小型土壤动物的毒杀效果

酸雨可引起土壤中铝离子的活化而造成铝毒问题,因此酸雨及其活化的金属铝离子势必造成对土壤中小型动物的复合污染与影响。为此,通过室内模拟试验,研究3种优势土壤动物直接暴露在4种不同酸度的模拟酸雨和4种不同铝离子浓度梯度组合而构成的复合污染处理条件下的死亡率,以探明酸雨通过降低土壤酸度同时活化Al3＋对土壤动物的叠加影响效应。研究结果表明：弹尾目、线虫、蜱螨目等土壤动物直接暴露在酸水和铝离子的复合溶液中,其死亡率总体上均会随着酸水pH值的降低和Al3＋离子浓度的升高而增加。通过单因素和双因素方差分析还发现,不同类群的土壤动物对模拟酸雨pH和溶液中Al3＋含量的敏感性各不相同,其中酸水和铝离子复合胁迫对线虫和蜱螨目动物死亡率的影响并没有表现出明显的交互作用,但对弹尾目土壤动物死亡率存在显著的交互作用影响。     

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pH下低分子量有机酸对黄壤中铝活化的影响

用一次平衡的方法研究了不同pH下低分子量有机酸对黄壤中铝活化的影响.结果表明,低分子量有机酸体系可以通过质子和有机酸阴离子两个因素促进黄壤中铝的活化.当pH>4.3时,有机酸通过络合作用促进铝溶解的大小顺序为:柠檬酸>草酸>水杨酸>乳酸,与有机酸和铝形成络合物的稳定常数大小一致.有机酸阴离子可以通过自身的吸附增加土壤交换态铝的量,但质子作用对黄壤交换态铝的活化比有机酸阴离子的吸附起着更为重要的作用,随pH值的降低这种趋势更加明显.有机酸对交换态铝的活化作用随pH值的降低而增加.低分子量有机酸活化的铝主要分布在土壤表面的交换位上,但在柠檬酸和草酸体系中,当pH值分别大于4.40和4.55时,活化铝主要分布在土壤溶液中.     

添加植物物料对2种酸性土壤可溶性铝的影响

在室内培养试验条件下,研究了添加非豆科的油菜秸秆、小麦秸秆、稻草、玉米秸秆和豆科的大豆秸秆、花生秸秆、蚕豆秸秆、紫云英、豌豆秸秆对酸性茶园黄棕壤和红壤可溶性铝总量及其形态的影响.结果表明,黄棕壤除添加油菜秸秆、小麦秸秆和稻草处理外,其余添加植物物料处理土壤可溶性铝总量、总单核铝和3种无机单核铝的含量有不同程度的降低,因为加入这些植物物料均使土壤pH值增大.5种豆科植物物料对黄棕壤pH值的影响大于非豆科植物物料,前者对土壤中3种无机单核铝含量的影响也大于后者.9种植物物料也使红壤pH值有不同程度升高,土壤可溶性铝含量降低,其中4种非豆科植物物料、花生秸秆和蚕豆秸秆处理效果较好.因此,施用植物秸秆能够有效改良土壤酸度,缓解土壤中铝对植物的毒害.总体而言,9种植物物料中花生秸秆增加酸性土壤pH值和降低土壤有毒形态铝含量效果最好.     

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。     

蚯蚓在植物修复铜、镉污染土壤中的作用

以红壤和高砂土为供试土壤,分别加入3个浓度的重金属铜离子Cu2 (100,200,400 mg kg-1)或镉离子Cd2 (5,10,20 mg kg-1),每钵接种6条蚯蚓(Pheretimasp.),种植黑麦草(Lolium multiflorum),以不加蚯蚓为对照(CK),研究蚯蚓活动对Cu、Cd污染土壤中黑麦草生长及铜、镉生物有效性的影响.结果表明,添加蚯蚓显著提高了Cu2 、Cd2 污染的高砂土中黑麦草地上部分的生物量,增幅为33%~96%;仅增加了Cu2 污染浓度低于200 mg kg-1的红壤中黑麦草地上部分的生物量;添加蚯蚓显著增加了两种土壤中速效N的含量,促进了黑麦草地上部分对N的吸收,对速效P、K的含量以及黑麦草中P、K含量无显著影响;添加蚯蚓显著提高了红壤中铜(Cu)、镉(Cd)DTPA提取态的含量,对高砂土中DTPA提取态Cu、Cd的含量无显著影响;增加了高砂土中和添加Cu污染浓度低于200 mg kg-1的红壤中黑麦草地上部分吸收Cu的总量,而对黑麦草吸收Cd的量无显著影响.加入蚯蚓可以不同程度地改善植物修复技术应用中受制的两个主要因素.表4参30     

Effects of rape straw and red mud on extractability and bioavailability of cadmium in a calcareous soil

Screening of cost-effective soil amendments is important to develop “in situ” remediation techniques for cadmium (Cd) contaminated soils. In this study, different soil amendments, including red mud, a by-product of the alumina industry, and acid-treated, nano-treated by nano-particle milling, nano and acid-treated red muds, zeolite, corn straw, and rape straw, were evaluated to immobilize Cd in two added levels (2 and 5 mg Cd·kg^-1 soil) in a calcareous soil by single and sequential extractions and by cucumber (Cucumis sativus L.) pot experiments. Results indicated that cruciferous rape straw significantly decreased the concentrations of water soluble, extractable Cd in soils, and Cd in cucumber plants, and it was more effective than gramineous corn straw. Also, red mud generally decreased the extractability and bioavailability of Cd added to calcareous soils more effectively than zeolite. Furthermore, the efficiency of red mud could be increased by the treatment of nano-particle milling due to the increase in specific surface area of red mud. It is potential to use rape straw and red mud as soil amendments to develop a cost-effective and efficient “in situ” remediation technology for Cd mildly contaminated calcareous soils.     

红壤中交换性铝调控条件的研究Ⅱ.有机质和CaCO_3对交换性铝的影响

研究了有机质和ＣａＣＯ３。对发育于花岗岩和第四纪红色粘土母质上的红壤的交换性铝的影响。结果表明,在用Ｈ２Ｏ２去除土壤中的有机质后,交换性铝的含量随有机质的降低而降低,但降低的速度不均匀,由慢到快似有一个“突跃”。而在向土壤中添加有机质的研究结果则表明,交换性铝的含量随有机质的增加而增加;在增加的过程中由快到慢,达到极点后,有机质含量再增加,交换性铝反而下降。在相同的土壤环境中,由于作物品种不同,施用等量的ＣａＣＯ３（或石灰粉）对土壤交换性铝的含量及作物产量的影响不同,而且差异显著。     

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。     

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。