蒙脱石-氧化铁复合体的表征及其对不同形态磷的吸附特性

制备了蒙脱石-针铁矿复合体(Mt-Goe)和蒙脱石-非/弱晶质氧化铁复合体(Mt-HFO),研究了它们的结构、表面性质及其对无机磷酸盐(Pi)和植酸(IHP)的吸附特性。结果显示,Mt-Goe中少量羟基铁离子进入了蒙脱石晶层间导致其层间距增大,针铁矿颗粒较好地包被在蒙脱石外表面;Mt-HFO中蒙脱石层间则发生了Fe~(3+)水解,生成了(羟基)铁氧化物,并在蒙脱石表面形成非晶质氧化铁颗粒。蒙脱石、Mt-Goe和Mt-HFO的比表面积分别为258.7、185.4和226.4 m~2·g~(–1),其表面分形度、等电点和表面羟基含量均依次升高,pH5.5时的表面Zeta电位分别为–46.1、–13.6和–19.4 mV。3种样品对Pi和IHP的吸附模式以匀质性表面单层吸附为主,Langmuir饱和吸附量(qmax)和吸附亲和力均表现为由大到小依次为Mt-HFO、Mt-Goe、蒙脱石。3种样品对Pi和IHP的动力学吸附过程适合用准二级动力学模型描述,其速率常数由小到大依次为Mt-HFO、Mt-Goe、蒙脱石。与吸附Pi相比,3种样品吸附IHP的动力学速率常数明显减小,吸附量明显增大;Mt-HFO对IHP的吸附速率尤其缓慢,而吸附量远大于对Pi的吸附量。     

蒙脱石对不同施肥处理土壤胡敏酸及其级分的吸附特征Ⅰ.蒙脱石对胡敏酸的吸附特征

以17年不同施肥处理土壤胡敏酸为材料,研究了不同性质胡敏酸与钙饱和蒙脱石的 吸附特征。结果表明,钙饱和蒙脱石对土不同施肥处理胡敏酸的吸附曲线可用单表面Langmuir方程、双表面Langmuir方程以及Freundlich方程来描述。由单表面Langmuir方程计算的有机肥处理（厩肥、秸秆）胡敏酸的吸附量和吸附强度大于无肥、化肥处理。温度升高各处理胡敏酸吸附量增加,但吸附强度下降。双表面Langmuir揭示,蒙脱石对胡敏酸的吸附呈现高低两种能位的吸附。高能点位的吸附以化学吸附为主,是吸热反应,低能点位的吸附以物理吸附为主,是放热反应。有机肥处理和无肥、化肥处理相比,高能点位吸附相对减弱,低能点位吸附相对增强。     

α-氧化铝–细菌二元复合胶体对锑的吸附研究

锑(Sb)在土壤胶体微界面的吸附解吸深刻影响其迁移、转化和归趋.土壤矿物、有机物、微生物等胶体组分多结合在一起,形成复杂的矿物–有机复合体.目前,锑在单一土壤组分上的吸附研究颇多,但较少有学者关注锑在土壤矿物–有机复合胶体界面的吸附过程和机制.通过宏观吸附以及光谱学技术探究锑在典型铝氧化物–细菌复合胶体上的吸附行为,结...     

腐殖酸对蒙脱石吸附镉离子的影响机理研究

实验研究了腐殖酸存在下重金属元素镉(Cd2 )在蒙脱石表面的吸附过程,对比研究了两种不同腐殖酸对吸附机理的影响。结果表明,重金属离子在蒙脱石表面的吸附作用受介质pH的影响。加入腐殖酸后吸附产生滞后现象,蒙脱石先吸附腐殖酸,之后转变为腐殖酸和蒙脱石共同吸附Cd2 作用,吸附量较单独吸附过程更大。吸附机理与腐殖酸的投加量和投加方式有关。     

不同施肥处理土壤胡敏酸及其级分与蒙脱石的吸附特征 Ⅱ. 蒙脱石对胡敏酸不同级分的吸附

采用酒精沉淀法，反不同施肥处理土壤胡敏酸分7个级分，研究了胡敏酸不同级分与钙饱和蒙脱石的吸附特征。结果表明，蒙脱石对胡敏酸各级分的吸附可用单表面Langmuir、双表面Langmuir和Freundlich方程来描述。各级分的吸附量和吸附强度不是随级分数变化单一递增或递减，在7个级分中，级分4、3的吸附量和吸附强度较大，是吸附最佳级分。说明级分4、3具有与蒙脱石胶体最佳的成键吸附状态，是吸附最佳分子状态，有机肥处理，吸附最佳级分的吸附性状（吸附量和吸附强度）优于化肥、无肥处理。     

不同施肥处理土壤胡敏酸及其级分与蒙脱石的吸附特征 Ⅱ. 蒙脱石对胡敏酸不同级分的吸附

采用酒精沉淀法，把不同施肥处理土壤胡敏酸分为7个级分，研究了胡敏酸不同级分与钙饱和蒙脱石的吸附特征。结果表明，蒙脱石对胡敏酸各级分的吸附可用单表面Langmuir、双表面Langmuir和Freundlich方程来描述。各级分的吸附量和吸附强度不是随级分数变化单一递增或递减，在7个级分中，级分4、3的吸附量和吸附强度较大，是吸附最佳级分。说明级分4、3具有与蒙脱石胶体最佳的成键吸附状态，是吸附最佳分子状态。有机肥处理，吸附最佳级分的吸附性状（吸附量和吸附强度）优于化肥、无肥处理。     

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全为针铁矿；针铁矿的平均晶粒大小一般比赤铁矿的小，而比表面积却比赤铁矿的大；针铁矿型氧化铁全为针铁矿；针铁矿的平均晶粒大小一般比赤铁矿的小，而经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，     

柠檬酸对三种人工合成氧化铁磷吸附特性的影响

试验采用了3种人工合成的氧化铁为材料,研究了氧化铁对磷的吸附以及柠檬酸对氧化铁磷吸附特性的影响。结果表明:3种人工合成的氧化铁对磷的吸附特性及柠檬酸对氧化铁吸附磷的影响都可用Langumir方程来描述,都达到了极显著水平。从磷的最大吸附量(Sm)、吸附反应常数(K)和最大缓冲容量(MBC)来看,未加入柠檬酸时,水铁矿对磷的吸附在容量和强度方面均为最高;而在加入柠檬酸时,3种人工合成的氧化铁对磷的吸附能力的顺序并无差别,水铁矿和针铁矿的磷Sm和MBC要比赤铁矿大很多。     

无定型氧化铁对土壤中阿特拉津吸附-解吸的影响

选取人工合成的无定型氧化铁(AHOsFe)纯矿物,以及两种典型土壤(黑土和砖红壤)的原土(S1和S2)和AHOsFe包被土壤(AHOsFe-S1和AHOsFe-S2)为研究材料,采用批量平衡法,研究AHOsFe对土壤中阿特拉津(AT)吸附—解吸行为的影响及其机理。研究结果表明,各吸附剂对AT的吸附均能采用Freundlich方程进行较好地拟合(r≥0.996,p0.01),AHOsFe对AT具有较强的吸附性能和较高的吸附非线性,AHOsFe包被黑土和砖红壤后,两种土壤对AT的吸附能力(Kd值)分别增加56.3%和43.8%。各吸附剂对AT均存在解吸迟滞效应,两种土壤及被AHOsFe包被后,其对AT的解吸迟滞系数(HI)在AT低初始浓度时随浓度的增加而降低,而在AT高初始浓度时随浓度的增加略有增加,AHOsFe对AT的HI则随AT初始浓度的增加而增加,说明不同吸附剂在AT不同初始浓度时的解吸迟滞机制不同。与土壤相比,AHOsFe对AT具有较强的解吸迟滞效应,但AHOsFe包被土壤后,却降低了土壤对AT的解吸迟滞效应。     

柱状蒙脱石对环境污染物的吸附研究

Both inorganic and organic pillared montmorillonites were used to adsorb phenol.Batch kinetics and isoterm studies were carried out to evaluate the effect of equilibrium time and pH on adsorption of phenol by montmorillonites and re-adsorbing characteristics of pillared montmorillonites.The adsorption of phenol increased with increasing solution pH values.The elimination ratio of phenol from the solution by the absorption of organic modified pillared montmorillonte(OrPMt），reached equilibrium quickly after vi-brating for 5miuntes ,Meanwhile for organic montmorillonte(OrPMt),pillared montmorillonite(PMt) and montmorillonite(Mt),the time of reach phenol-absortion equilibrium were 20,30 and 90 minutes ,respectively,The adsorbing capacity of the pillaed montmorillonite modified with surfactant improved greatly. The phenol-adsorbing capacity of pillared montmorillonites mailnly depended on microporous struchure and surface component of the modified clays. Ater calcination at 500℃,the pillar structure and the basal spacing (1.83nm)were still stable .So the pillared montmorillonite could be recycled,and it was a potential material for adsorbing environmental pollutants.     

聚合氨基酸对北方水稻土中氧化铁存在形态的影响

为了解不同类型水稻土中氧化铁含量特征,探明添加外源聚合氨基酸对水稻土中氧化铁形态变化的影响,本研究以中国北方不同类型水稻土(棕壤型、草甸土型和滨海盐渍型)为研究对象,设置添加占供试土壤干重0.05%的γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸处理,以不添加氨基酸作为对照。通过室内恒温厌氧培养30 d后,测定各水稻土全铁、游离氧化铁、无定形氧化铁和络合态铁含量及氧化铁的活化和络合程度。结果表明:供试的北方3种典型水稻土中,游离氧化铁含量为滨海盐渍型草甸土型≥棕壤型,络合态铁含量为棕壤型滨海盐渍型≥草甸土型,而无定形氧化铁含量为棕壤型滨海盐渍型草甸土型。两种外源聚合氨基酸对不同类型水稻土氧化铁形态转化能力影响存在差异,与不添加氨基酸的对照相比,添加γ-聚谷氨酸的棕壤型水稻土无定形氧化铁和络合态铁含量分别增加27.72%和32.25%,聚天冬氨酸对无定形氧化铁和络合态铁含量无显著促进作用;在草甸土型水稻土中,γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸均能显著增加无定形氧化铁含量,且与对照相比,络合态铁含量分别增加136.24%和12.00%;γ-聚谷氨酸能有效促进滨海盐渍型水稻土中无定形氧化铁和络合态铁的生成。总之,添加γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸对水稻土游离氧化铁的含量没有明显影响;而添加γ-聚谷氨酸能有效增加水稻土中无定形氧化铁和络合态铁含量,降低晶胶率,有利于提高土壤中有效铁含量,显著活化铁氧化物,抑制各类型水稻土中铁的结晶老化;而聚天冬氨酸对水稻土无定形氧化铁和络合态铁没有明显的激发效应。     

土壤中钨的环境行为与潜在风险：研究进展与展望

钨（W）已被美国环境保护署（EPA）列为一种新兴污染物。钨可通过多种途径在土壤中累积,进一步对土壤环境和生物生态系统造成潜在危害,而目前人类对土壤中钨的赋存、生物地球化学循环和生态风险等方面的认识严重不足。结合国内外研究进展和本课题组的试验数据,系统梳理了典型区域土壤钨含量水平、钨在土壤中的环境界面行为以及钨在生物中的富集特征和潜在健康风险。指出目前该研究领域存在的科学问题与研究方向,旨在呼吁更多学者关注土壤系统中钨的生态环境风险、生物地球化学过程及风险管控与治理修复。     

土壤中钨的环境行为与潜在风险：研究进展与展望

钨（W）已被美国环境保护署（EPA）列为一种新兴污染物。钨可通过多种途径在土壤中累积,进一步对土壤环境和生物生态系统造成潜在危害,而目前人类对土壤中钨的赋存、生物地球化学循环和生态风险等方面的认识严重不足。结合国内外研究进展和本课题组的试验数据,系统梳理了典型区域土壤钨含量水平、钨在土壤中的环境界面行为以及钨在生物中的富集特征和潜在健康风险。指出目前该研究领域存在的科学问题与研究方向,旨在呼吁更多学者关注土壤系统中钨的生态环境风险、生物地球化学过程及风险管控与治理修复。     

Sb(V)在三种矿物表面的吸附行为

用研究了蒙脱土、高岭土和针铁矿在不同的pH与离子强度的介质条件下对Sb(V)的吸附及解吸行为。3种矿物对Sb(V)的吸附能力差别较大,蒙脱土的吸附量远大于针铁矿和高岭土,针铁矿与高岭土的吸附能力相近。pH对Sb(V)在3种矿物表面的吸附行为影响显著。随pH的升高,Sb(V)的吸附均减弱。吸附在高岭土表面的Sb(V)易解吸,而针铁矿和蒙脱土表面的Sb(V)不易解吸。随离子强度升高,高岭土对Sb(V)的吸附减弱;离子强度对Sb(V)在针铁矿和蒙脱土表面吸附的影响较小。     

根瘤菌存在下土壤胶体和矿物对镉的吸附

Experiments were conducted to study the adsorption of Cd on two soil collids(red soil and yellowbrown soil) and three variable-charge minerals (goethite,noncrystalline Fe oxide and kaolin) in the absence and presence of rhizobia.The tested strain Rhizobium fredii C6,tolerant to 0.8 mmol L^-1 Cd,was selected from 30 rhizobial strains.Results showed that the isotherms for the adsorption of Cd by examined soil colloids and minerals in the presence of rhizobia could be described by Langmuir equation.Within the range of the numbers of rhizobial cells studied,the amount of Cd adsorbed by each system increased with increasing rhizobial cells,Greater increases for the adsorption of Cd were found in red soil and kaolin systems.Rhizobia influence on the adsorption of Cd by examined soil colloids and minerals was different from that on the adsorption of Cu.The presence of rhizobia increased the adsorption affinity of soil colloids and minerals for Cd,particularly for the goethite and kaolin systems.The discrepancies in the influence of rhizobia on the adsorbability and affinity of selected soil colloids and minerals for Cd suggesed the different interactions of rhizobia with various soil components.It is assumed that bacterial biomass plays an important role in controlling the mobility and bioavailability of Cd in soils with kaolinite and goethite as the major colloidal compnents,such as in variable-charge soil.     

氧化铁对土粒强胶结作用的矿物学证据

DCB脱铁处理高铁土壤前后用NaOH -超声波分散的四个粒级 (<2 μm、2～ 2 0 μm、2 0～ 2 5 0 μm和 2 5 0～2 0 0 0 μm)的矿物组成变化研究表明 :氧化铁对土壤颗粒有很强的胶结能力 ,它可与高岭石、蒙脱石等粘粒矿物胶结形成非常稳定的大颗粒团聚体 ,这些团聚体即使用NaOH -超声波也很难分散     

Influence of soil properties on the turnover of nitric oxide and nitrous oxide by nitrification and denitrification at constant temperature and moisture

 Soils are a major source of atmospheric NO and N₂O. Since the soil properties that regulate the production and consumption of NO and N₂O are still largely unknown, we studied N trace gas turnover by nitrification and denitrification in 20 soils as a function of various soil variables. Since fertilizer treatment, temperature and moisture are already known to affect N trace gas turnover, we avoided the masking effect of these soil variables by conducting the experiments in non-fertilized soils at constant temperature and moisture. In all soils nitrification was the dominant process of NO production, and in 50% of the soils nitrification was also the dominant process of N₂O production. Factor analysis extracted three factors which together explained 71% of the variance and identified three different soil groups. Group I contained acidic soils, which showed only low rates of microbial respiration and low contents of total and inorganic nitrogen. Group II mainly contained acidic forest soils, which showed relatively high respiration rates and high contents of total N and NH₄ ⁺. Group III mainly contained neutral agricultural soils with high potential rates of nitrification. The soils of group I produced the lowest amounts of NO and N₂O. The results of linear multiple regression conducted separately for each soil group explained between 44–100% of the variance. The soil variables that regulated consumption of NO, total production of NO and N₂O, and production of NO and N₂O by either nitrification or denitrification differed among the different soil groups. The soil pH, the contents of NH₄ ⁺, NO₂ ^– and NO₃ ^–, the texture, and the rates of microbial respiration and nitrification were among the important variables. Received: 28 October 1999     

Reductive dissolution of crystalline and amorphous Fe(III) oxides by microorganisms in submerged soil

Summary Reduction of Fe(III) of amorphous and crystalline Fe(III) oxides to Fe(II) in flooded soils was studied using ⁵⁹Fe(OH)₃ and ⁵⁹Fe₂O₃. The results indicated that Fe(III) in the amorphous oxide was readily amenable to microbial reduction in anaerobic soil condition whereas Fe(III) in the crystalline oxide was not. Following soil submergence, the native as well as the applied crystalline Fe(III) oxides were rapidly converted into the amorphous form. The transformation of the crystalline oxides to the amorphous form appears to be a prerequisite for the reduction of Fe(III) of the oxide. This transformation, probably through hydration, is also mediated by microorganisms.     

针铁矿和针铁矿—胡敏酸复合体对Se(Ⅳ)吸附机制

研究了针铁矿和针铁矿—胡敏酸复合体对Se(Ⅳ)的吸附机制。结果表明:针铁矿和复合体对Se(Ⅳ)的最大吸附容量分别为0.202 mmol g-1和0.159 mmol g-1。针铁矿的等温吸附数据适合用Langmuir模型拟合,而Freundlich模型更适合描述复合体的等温吸附过程。针铁矿的等电点(IEP)在7.0附近,复合体的IEP3.0;当p H=4.0时,它们的表面电位分别为46.6 m V和-40.5 m V。X—射线光电子能谱(XPS)分析显示,针铁矿和复合体表面Fe2p3/2的电子结合能(B.E.)分别为711.4e V和711.5 e V,复合体表面C1s的B.E.值为284.8 e V。初始p H=4.0时,样品与Se(Ⅳ)相互作用后的主要变化体现在:(1)针铁矿和复合体的悬浮液p H分别升高至4.4和4.2,表面电位分别降低了39.08 m V和升高了1.8 m V;(2)针铁矿表面Fe(Ⅲ)的B.E.值降低了0.4 e V,但吸附态Se(Ⅳ)的B.E.值无明显变化;(3)复合体表面Fe(Ⅲ)的B.E.值降低了0.3 e V,表面C-O中C的B.E.值由285.7 e V升高至286.5e V,吸附态Se(Ⅳ)的B.E.值升高了0.6 e V。针铁矿和复合体吸附Se(Ⅳ)的主要机制包括表面配合反应(复合体表面铁羟基与HSe O3-之间存在双齿配位)、静电引力、氢键等作用。此外,复合体表面吸附态Se(Ⅳ)同时与针铁矿和胡敏酸发生了作用,形成了针铁矿—Se(Ⅳ)—胡敏酸三元体。