2种水稻土中Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸动力学

用一次平衡法研究了2种水稻土表面吸附态Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸动力学行为及柠檬酸和酒石酸对2种重金属离子解吸的影响。结果表明,虽然2种土壤对Pb(Ⅱ)的吸附量比Cu(Ⅱ)高得多,但无论在单一重金属体系还是Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)共存体系中,Cu(Ⅱ)的解吸量均大于Pb(Ⅱ),湖州水稻土Cu(Ⅱ)的解吸量大于嘉兴水稻土,说明土壤对重金属离子的吸附亲和力越大,吸附的重金属离子越不易解吸。用E lovich方程拟合动力学数据可以获得比较满意的结果。解吸速率与时间的关系曲线表明,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸速率随时间的增加迅速减小。Cu(Ⅱ)的解吸速率大于Pb(Ⅱ),柠檬酸和酒石酸不仅使重金属的解吸量增加,而且使Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸速率大大提高。2种有机酸对Cu(Ⅱ)解吸的促进作用大于Pb(Ⅱ),柠檬酸的促进作用大于酒石酸。     

模拟酸化下水稻土微团聚体Cu2+吸附与解吸的影响

采用低能量超声波分散和冷冻机干燥法提取太湖地区水稻土(黄泥土)微团聚体颗粒,用平衡液吸附法和CaCl2与HCl溶液的连续解吸法研究了它们在pH2～6范围内pH对Cu2 的静电吸附和专性吸附的影响。结果表明,不同粒径的微团聚体颗粒对Cu2 的吸附等温线可都用Freundlich模型来描述。Cu2 吸附量大小以下序递减,粘粒级、砂粒级、粉砂级、粗粉砂级;吸附量受其中游离氧化铁、氧化铝和有机质含量的控制。吸附量随pH升高而增加。低pH条件下利于静电吸附,吸附过程H 减少使平衡液pH上升;高pH条件下主要是专性吸附所控制,释放H 使平衡液pH下降。     

黄泥土微团聚体颗粒组对Cu2+的吸附与解吸研究

采用低能量超声波分散和冷冻机干燥法提取太湖地区黄泥土不同粒径微团聚体颗粒组样品,用平衡液吸附法和CaCl2与HCl溶液的连续解吸法研究原土和不同粒径微团聚体颗粒组对重金属Cu2 的吸附和解吸特征。结果表明,对于Cu2 的吸附,原土用Langmuir方程拟合最佳,而不同粒径微团聚体颗粒组用Freundlich方程拟合最佳。原土和不同粒径微团聚体颗粒组吸附量大小顺序为粘粒级>砂粒级>原土>粉砂级>粗粉砂级,这与其游离氧化铁和有机质含量呈显著正相关。原土和不同粒径微团聚体颗粒组对Cu2 的专性吸附质量分数随吸附量增加而减少,而非专性吸附质量分数则相反。不同粒径微团聚体颗粒组吸附总量小于原土,所以传统风干磨细的研究方法可能高估了土壤对铜固持能力。     

有机质对Cu2+在棕壤及其各粒级微团聚体中吸附解吸特性的影响

采用平衡液吸附法和NH4AC、EDTA溶液解吸法,研究了有机质对Cu2+在棕壤及其各粒级微团聚体中(<10 μm,10～50μm,50～250 μm)的吸附解吸过程中的影响,为寻求有效控制土壤中Cu2+环境行为的对策措施提供理论支撑.研究结果表明,各粒级微团聚体中有机质对Cu2+的吸附能力随粒级的减小而增强,原土仅次于<10 μm微团聚体.就吸附机制而言,去除有机质后的原土及其各粒级微团聚体在不同吸附机制控制下的吸附能力也有所变化,表现为:去除有机质后,棕壤及各粒级微团聚体对Cu2+的静电吸附能力增强,络合吸附能力和专性吸附的能力均有所降低.分析表明,原土及其不同粒级微团聚体对Cu2+的吸附能力及稳定性的差异,与其重要组成成分有机质有关.     

黄泥土和乌栅中不同粒径微团聚体对Cu2+的吸附与解吸

用平衡吸附法研究了黄泥土和乌栅土的不同粒径微团聚体对Cu2 的吸附和解吸.结果表明,不同粒径微团聚体对Cu2 的吸附特性均符合Freundlich和Langumir方程,最大吸附量介于1667-3333 mg·kg-1之间,以粘粒级和粗砂级为最大,其对Cu2 的固持能力高于其它粒径的微团聚体.随着溶液中Cu2 浓度的升高,吸附率出现不同程度的降低.对同一粒径颗粒的Cu2 吸附量来说,乌栅土高于黄泥土,而解吸量则相反.微团聚体颗粒对Cu2 的吸附容量与有机质、游离氧化铁含量呈显著正回归关系,说明团聚体颗粒对重金属的吸附首先受土壤团聚体胶粘剂的控制.     

芘在不同粒径红树林沉积物团聚体上的吸附/解吸行为

采用海藻酸钙凝胶包覆的方法,研究了芘在九龙江河口红树林区不同粒径沉积物团聚体上的吸附/解吸行为.结果表明,海藻酸钙凝胶包覆可有效减少沉积物团聚体粒径的改变,其等温吸附、吸附/解吸速率情况与未包覆沉积物团聚体存在明显差异.包覆后等温吸附曲线中吸附容量Kf值取决于总有机碳(TOC)的含量,非线性吸附常数n不仅与其硬碳和软碳的比值有关,还与团聚体复杂的孔隙结构存在着一定的关系.包覆后沉积物团聚体的快吸附速率常数值与沉积物团聚体的比表面积值正相关(krap=0.041S-0.0146,R2=0.9923).小粒径沉积物团聚体的"老化"现象较大粒径更为显著,使得其解吸量较小.     

有机酸对珠江三角洲水稻土镉解吸行为的影响

用批平衡实验方法,研究了3种有机酸及其两两混合酸在一系列pH值梯度下(pH3~7)对珠江三角洲沉积型水稻土镉(Cd)解吸的影响.结果表明,只有柠檬酸及含柠檬酸的混合酸在较低酸度区(pH>5)可以显著促进Cd的解吸,这一效应与浓度成正相关,而苹果酸、草酸及二者的混合酸在所试验酸度范围均促进了Cd吸附,特别是草酸,促进作用随浓度的升高而增强.在较低pH区(pH<5),苹果酸最有利于Cd解吸,在高pH区(pH≥5),柠檬酸最有利于Cd解吸,草酸的Cd解吸能力最低.混合有机酸交互作用不显著,对Cd解吸的影响约等于各个单独酸的作用之和,但在一些酸度条件下,可存在颉颃作用.图3表2参22     

典型农耕区黑土和沼泽土团聚体颗粒中重金属的分布特征解析

了解重金属在土壤中的富集特征是其风险评价和土壤修复的基础。分别以黑龙江省典型的农耕黑土和沼泽土为研究对象,采用干筛法获得〉4000、4000～2000、2000～1000、1000～250、250～53和〈53衄16个粒级的土壤团聚体颗粒组。利用等离子质谱（ICP-MS）测定了本土和各级团聚体颗粒中Cr、Cd、As和Pb的含量,并对其颗粒组分布特征及对有机碳的响应进行了解析。研究表明,2种土壤中的重金属Cr、Cd和Pb的富集因子均大于1,而As则存在明显的流失。除了黑土中的As和Pb外,其他重金属随着团聚体粒径的增加而呈现富集减弱的趋势。其中,cr和cd主要趋向分布在粉．黏团聚体（〈53wn）颗粒中;Pb在黑土中易赋存于1000～2000μm大团聚体中,在沼泽土中则富集于53～250μm的微团聚体中;As不但趋向被吸附在53～250μm的微团聚体中,而且在黑土中也容易被吸附在〉l000μm的大团聚体中。金属质量负载计算表明,大粒径颗粒组对土壤中重金属含量的总体贡献较大。土壤中有机碳含量均随着团聚体粒径减小而升高,cr和Cd分布与颗粒有机碳含量正相关,黑土中As的分布与颗粒中有机碳含量负相关而在沼泽土中呈弱正相关,Pb的分布则与有机碳含量均无明显的相关性。     

磷酸盐对水稻土团聚体不同类型重金属镉、铬（Ⅵ）吸附的影响

利用低能量超声波分散、虹吸法沉降分离的方法分离不同粒径的水稻土团聚体颗粒,采用恒温振荡法研究不同浓度磷酸盐预处理的团聚体对Cd2+、Cr(Ⅵ)平衡吸附以及吸附动力学的影响。结果表明,砂粒级、粗粉砂级、粉砂级和粘粒级对P吸附量分别小于50、46、50和97 mg?kg-1,Cd2+吸附量低于未处理土样,P吸附量大于该数值,Cd2+吸附量高于未处理土样,团聚体吸附磷酸盐对Cd2+吸附量的影响,表现为低P吸附量抑制Cd2+的吸附,高P吸附量促进Cd2+的吸附,即随P吸附量增加Cd2+的吸附量呈波谷形变化;而团聚体吸附磷酸盐后对Cr(Ⅵ)的吸附则表现明显的抑制作用。磷酸盐预处理的团聚体对Cd2+、Cr(Ⅵ)吸附量大小顺序均为粘粒级>砂粒级>粗粉砂级>粉砂级,与有机质和游离氧化铁的含量顺序一致。团聚体对Cd2+的吸附过程分为快、慢两个阶段,快吸附阶段用一级动力学方程拟合最佳,而慢吸附时段用扩散方程和Elovich方程拟合最佳,表明吸附过程由不同的吸附因素控制。团聚体吸附磷酸盐后对Cd2+的吸附动力学常数增大。团聚体对Cr(Ⅵ)的吸附过程无明显快、慢阶段,对Cr(Ⅵ)吸附的整个过程用双常数速率方程和Elovich方程进行描述最佳,团聚体吸附磷酸盐后对Cr(Ⅵ)的吸附动力学常数减小。磷酸盐对土壤中重金属吸附的影响与金属离子类型以及磷吸附量有关,所以采用磷肥等含磷物质修复重金属污染土壤要注意金属离子的类型和磷肥的施用量。     

黄棕壤和红壤吸附磷酸根后对Zn^2＋和Cd^2＋次级吸附的动力学

本文用流动法考察湖北省黄棕壤和湖南省红壤吸附磷酸根后，对Ｚｎ＾２＋和Ｃｄ＾２＋次级吸附的动力学。结果表明，Ｚｎ＾２＋和Ｃｄ＾２＋的次级吸附动力学可用一级议程拟合。初级吸附的磷酸根可造成黄棕壤对Ｚｎ＾２＋和Ｃｄ＾２＋次级吸附的速率下降；而红壤对Ｚｎ＾２＋和Ｃｄ＾２＋次级吸附的快反应速率下降，慢反应速率加大。Ｚｎ＾２＋和Ｃｄ＾２＋浓度增高可加快次级吸附反应速率；升高温度也可增快次级吸附速率。扩散作用对     

固定化枝孢霉对铜离子的生物吸附

对固定化枝孢霉(Cladosporiumsp.)吸附Cu2+进行了研究,结果表明,当海藻酸钙浓度为3%,CaCl2浓度为4%,菌量为15%(V:V)时,包埋制得的固定化小球具有较好的机械性能和较高的吸附量。并考察了不同因素如接触反应时间,溶液的pH,温度对生物吸附的影响,结果表明:生物吸附平衡时间为3h左右,固定化空白小球和活菌的最佳pH值分别为3.5和4.0,在15℃～45℃的温度范围内,温度对吸附量变化有一定的影响。在一定浓度范围(30～500mg/L)内,生物吸附随浓度的增加而增加,Langmuir型吸附模式较好描述Cu2+在固定化小球的吸附实验数据,其线性回归系数高达0.99,HCl、HNO3、柠檬酸都是有效的解吸剂,解吸吸附后的海藻酸钙小球,解吸率都在92%以上,其中以硝酸的解吸效果为最好。     

除草剂苯噻草胺对水稻田土壤微生物种群的影响

以浙江大学华家池校区水稻土为材料,采用室内培养法,研究了不同浓度的外源除草剂苯噻草胺对水稻田土壤可培养微生物种群数量的影响.结果表明:土壤中各微生物类群对不同浓度的苯噻草胺具有各自不同的反应.苯噻草胺能刺激好氧细菌数量增加,但不利于真菌和放线菌的生长.低浓度苯噻草胺刺激水解发酵性细菌(AFB)、产氢产乙酸细菌(HPAB)和产甲烷细菌(MPB)数量的增加,但高浓度苯噻草胺却具有抑制性.在苯噻草胺施用第4周时可强烈刺激反硝化细菌(DNB)数量的增加.苯噻草胺也能刺激厌氧固氮菌(ANFB)数量增加,但这种刺激作用在第2周才出现,而且在培养后期消失.苯噻草胺的短期影响即急性毒性对土壤中可培养微生物的影响较小,比上一代除草剂丁草胺相对安全.图2表1参15     

利用垃圾堆肥改良水稻土I:对水稻土物理化学性状的影响

根据上海市农业产业结构调整过程中对土质的要求，本文从资源化利用上海市城市生活垃圾的角度出发，将自然堆置多年的垃圾堆肥应用于土壤改良．由于垃圾堆肥质地粗松，含有较高的营养成分，同时考虑到水稻土对垃圾堆肥的承纳量，本实验设计了0、7．5、15、22．5kgm^-2 4个垃圾堆肥施用剂量，经过一个完整的生长季节后采集土壤样品进行理化分析．结果表明，相较对照小区(0kg m^-2)，施用垃圾堆肥可以有效地改良水稻土的物理化学性状：有机质、全N、全P、碱解N和速效P的含量分别提高5％—240％，土壤中细砂含量升高，粘粒含量下降．而且这种改良的效果随着垃圾堆肥施用量的增加而增加．在不同耕作深度上，以0-10cm土层的效果最佳，10—20cm次之，20—40cm最低．本实验结果表明，垃圾堆肥不仅是上海市水田旱作土壤的有效改良添加剂，而且是解决城市生活垃圾出路的一条有效途径．表2参7     

利用垃圾堆肥改良水稻土Ⅱ:对水稻土中重金属含量和花卉生长的影响

根据上海市农业产业结构调整过程中对土壤的要求，从资源化利用上海市城市生活垃圾堆肥的角度出发，将堆置多年的垃圾堆肥应用于土壤改良．为了研究在此过程中对土壤环境质量的影响，我们设置了不同的垃圾堆肥施用量：0、7．5、15、22．5kgm^-2．在其上分别种植了大叶醉鱼草和紫菀，经过1个完整的生长季节，研究土壤中7种重金属含量的变化：Pb、zn、Cu、Cd、Cr、Hg和As．结果表明，垃圾堆肥对土壤的环境质量存在一定的负面影响，随着垃圾堆肥施用剂量的增加，土壤中的重金属含量也随之增加，但在本实验的垃圾堆肥用量下，重金属的含量指标均符合国家三级土壤环境质量标准，且大部分指标达到国家二级标准．同时，实验结果也表明，重金属在水稻土中的分布主要集中在0～20cm土层内，对20～40cm土层影响较小，没有出现重金属下渗问题．植物的生长量指标为确定垃圾堆肥的施用剂量提供了1个有效的参数，结果表明上海地区水稻土对垃圾堆肥的最大负荷量为15kg/m^2。     

东北污灌区草甸棕壤吸附重金属铅的形态分布及解吸行为

以沈阳市沈抚污灌区的草甸棕壤为模型土,采用Tessier顺序提取法分析了吸附重金属Pb(Ⅱ)在土壤中的化学形态分布特点,研究了吸附Pb(Ⅱ)的解吸行为,特别考察了冷冻对吸附Pb(Ⅱ)化学形态分布及解吸行为的影响.研究表明,吸附Pb(Ⅱ)在东北草甸棕壤上的化学形态分布规律为:可交换态碳酸盐结合态铁锰氧化物结合态有机结合态残渣态;吸附Pb(Ⅱ)的解吸动力学过程可分为快速和慢速两个阶段,符合准二级动力学方程;冷冻对吸附Pb(Ⅱ)的形态分布基本无影响,而对平衡解吸率有明显影响,随冷冻时间延长,平衡解吸率逐渐降低;随pH值减小,平衡解吸率增大;pH值在5—10范围内,平衡解吸率变化幅度相对很小,而pH值低于5后,平衡解吸率急剧增大.随离子强度增大,平衡解吸率先急剧上升,后趋于平缓.提出Pb(Ⅱ)在东北草甸棕壤上的吸附机理:化学吸附和静电吸附,后者又可分为静电键合吸附和离子交换吸附.在实验条件下,静电吸附约占75%,化学吸附约占25%.     

固定化枝孢霉吸附Cu2+的研究

通过比较包埋法和载体结合法对枝孢霉的固定化性能，确定海藻酸钠一明胶包埋法为最佳固定方法，并利用正交试验得到固定化菌体制备的最优操作条件．探讨了不同环境因素如接触反应时间、溶液pH、温度对生物吸附Cu^2＋的影响．实验结果表明，固定化菌的吸附作用是先快后慢的过程，在3h达到生物吸附平衡，最佳pH为4．5，在15—45℃温度范围内，吸附量随温度升高有略微增加．在30～400mg L^-1范围内，吸附量随Cu^2＋的初始浓度的增加而增加，整个吸附过程较好地符合Langmuir和Freundlich吸附模型，在浓度为0．5mol L^-1的多种解吸剂中，HCl的解吸效果最好，解吸率达到99．96％，图3表5参12     

模拟酸雨作用下红壤中CU2+的释放动力学

利用土柱研究了模拟酸雨淋溶下红壤中铜离子的释放动力学 .结果表明 :铜离子的累积释放量随时间的延长迅速增加 ,2 4h后基本达到平衡 ,48h后铜离子的释放明显受酸雨pH值的影响 ,pH >3 5时铜离子的释放规律依然相同 ,但pH 2 5时释放量却再次增加 .该过程可分为快速释放阶段和准平衡阶段 ,可用修正的Elovich方程和双常数速率方程来描述 ,且修正的Elovich方程更优