冲积和湖积成因土壤Cd的吸附特征:以安徽省当涂县为例

为揭示冲积与湖积成因土壤镉的吸附特征,以安徽省当涂县冲积成因的江心洲和冲积、湖积成因的大陇乡根际土壤为研究对象,开展土壤镉的等温吸附实验和吸附动力学实验.等温吸附实验结果表明,冲积土壤镉的吸附量（S）、等温吸附常数（K）和固液分配系数（K_d）均较湖积土壤明显偏大,显示冲积土壤对镉的吸附能力较湖积土壤强;吸附动力学实验表明,冲积土壤的最大吸附量、平衡吸附量均较湖积土壤大,吸附速率也明显偏大,尤其在吸附实验早期更为显著;等温吸附常数K和平衡吸附速率V_b与土壤理化性质的分析表明,土壤pH是造成研究区土壤镉吸附能力差异的主要原因,其次为物理性粘粒含量;土壤pH是影响研究区冲积土壤镉吸附能力的主要因素;湖积土壤镉的吸附能力受土壤pH、有机质含量、Cd含量、物理性粘粒含量等因素的综合影响.研究对于揭示Cd在水土系统的迁移转化规律以及土壤Cd的污染防治具有重要的指导意义.      

江汉平原不同利用方式下土壤有机质与粘粒矿物的交互作用

以江汉平原四湖地区果园、旱地、水旱轮作、水田等利用方式下的土壤为研究材料,通过分析有机质质量分数、粘土矿物与铁铝氧化物的组成特点,探讨了该区土壤有机质与粘粒矿物之间的交互作用。结果表明各土地利用方式下表层土壤的粘土矿物均以2∶1型矿物为主,约占70%~80%;不同土地利用方式下表层土壤有机质质量分数、非晶质铁铝氧化物及铁的活化度大小顺序均为:水田水旱轮作旱田果园;土壤非晶质氧化铁(Feo)质量分数和粘土矿物中高岭石的质量分数分别与土壤有机质质量分数呈极显著正相关和显著正相关,且Feo与高岭石质量分数呈显著正相关。江汉平原四湖地区不同土地利用方式下,表层土壤中的Feo与高岭石强烈作用,利于土壤对有机碳的固定。研究结果有助于理解人为干扰下区域土壤的固碳机制。     

污灌土壤对铅的吸附和解吸特性

为了解污灌土壤对铅的吸附-解吸机制,进行不同条件下的吸附-解吸试验。结果表明：污灌土壤对铅的吸附量随铅初始浓度的增大,呈现先强烈吸附再缓和的过程。Langmuir模式对污灌土壤等温吸附铅的拟合效果最好,其饱和吸附量为7.84 mg/g。亚砷酸盐的存在会阻碍污灌土壤对Pb²⁺的吸附,亚砷酸盐加入前后污灌土壤对铅的吸附率从99.9％～100％下降到97.8％～99.0％。加亚砷酸盐条件下污灌土壤对铅的等温吸附模式以Freundlich模式的拟合效果最好。污灌土壤对吸附态铅的解吸量随解吸振荡时间的延长而不断增加,且解吸率随时间增加总体趋于降低。Elovich方程和幂函数方程均能很好地拟合污灌土壤对铅的解吸动力学过程,尤其是Elovich方程的拟合效果最为显著。     

粘土矿物对金属镉的吸附与解吸研究

通过以2:1型膨润土、1:1型高岭土为代表的粘土矿物吸附金属元素Cd和以醋酸、草酸和柠檬酸为代表的有机酸对粘土矿物吸附金属Cd的解吸作用研究,得出结果:粘土矿物对镉离子的吸附率随Cd浓度增大而下降;2:1型膨润土的吸附能力大于1:1型高岭土;三种弱酸对粘土矿物吸附的镉离子具有一定的解吸附能力,其中柠檬酸>草酸>醋酸,且对膨润土的解吸效率低于对高岭土的解吸效率.     

土壤中Cd离子地球化学行为模拟实验 ——以山西的典型土壤为例

土壤样品分别采于山西省大同、太原和临汾3个地区。实验分成吸附解吸、竞争吸附和运移实验3个部分。其中吸附实验又分成砂粒土壤和粘粒土壤2个粒级分别实验。结果表明：在常温常压下,3种土壤对Cd的吸附用Langmuir模式来拟合较合适,土壤粘粒的吸附能力大于土壤砂粒的吸附能力。Zn^2＋与Cd^2＋共存时,Cd的吸附受到抑制,在本实验浓度下,腐殖酸对土壤吸附Cd的抑制作用不明显。解吸过程显示土壤对Cd离子的解吸与有机碳、阳离子代换量成负相关。Cd在土壤中的穿透曲线是Cd在土壤中吸附、解吸、络合、迁移等作用的综合体现．Cd在各种土壤中的运移时间顺序为：大同土壤〉临汾土壤〉太原土壤,从而得出Cd在壤质砂土中运移得最快、在粉土中运移得最慢的结论。     

氧四环素在典型土壤中的吸附/解吸行为及其吸附态生物有效性研究

采用批平衡实验方法,研究了氧四环素(oxytetracycline,OTC)在褐土、红壤与森林土壤中的吸附/解吸行为,同时以大肠埃希菌(Escherichia coli ATCC 25922,E.coli ATCC 25922)作为实验菌株,研究了土壤吸附态的氧四环素的生物活性。结果表明,Freundlich和Langmuir模型均可以对OTC在三种土壤中的吸附和解吸曲线数据进行良好的拟合,OTC在褐土中的吸附/解吸等温线呈线性,而在红壤与森林土壤中的吸附/解吸等温线呈非线性,且Langmuir方程拟合效果优于Freundlich方程。OTC在三种土壤上的解吸过程均存在明显的滞后性。土壤吸附态抗生素对细菌生长的抑制作用表明,OTC与土壤发生吸附作用之后,依然具有生物有效性。     

土壤中铅铜锌镉的吸附特性

以徐州王庄矿（WZK）、奎河（KH）、背景-1（BG-1）和背景-2（BG-2）等4个土壤样品为供试对象，加入不同浓度梯度的铅、铜、锌、镉离子，通过静态实验研究了铅、铜、锌、镉的吸附特性。结果表明，土壤对4个重金属的吸附量与加入到土壤中的重金属离子浓度呈正相关性，它们之间大部分满足线性相关关系。在4个土壤样品中加入铅、铜、锌、镉离子的初始浓度比为10：10：10：1时，平衡浓度为Czn〉Ccu〉CPh〉Ccd，吸附量为Scd〉SPh〉Scu〉Szn，4个土壤样品对铅、铜、锌、镉离子的吸附能力依次为WZK〉KH〉BG-2〉BG-1。在所选实验条件下，土壤对铅、铜、锌、镉的吸附能力受土壤中铅、铜、锌、镉的含量、土壤有机质含量、阳离子交换量、土壤饱和含水量和土壤的pH值影响较大。     

土壤中Pb离子地球化学行为模拟实验 ——以山西的典型土壤为例

土壤样品分别采于山西省大同、太原和临汾3个地区。实验分成吸附解吸、竞争吸附和运移实验3个部分。其中吸附实验分成砂粒土壤和粘粒土壤2个粒级分别进行。结果表明：在常温常压下,Hery模式更适合描述3种土样砂粒部分和粉粘粒部分对Pb^2＋的吸附。吸附实验结果表明,土壤对Pb有很强的吸附作用,吸附过程受CEC的影响很大。在竞争吸附实验中,Pb的存在减少了土壤对Cd的吸收;腐殖酸对土壤吸附Pb^2＋表现出抑制作用。解吸实验结果表明,Pb在土壤中以专性吸附为主,吸附的Pb很难解吸下来。运移实验结果显示,在长达20天的淋滤过程中Pb^2＋仍没有穿透土柱,说明土壤对P^2＋的吸附能力极强,Pb迁移非常缓慢。     

针铁矿非均相Fenton法降解抗生素的特征及其动力学研究

四环素类抗生素在土壤中的吸附-解吸行为已成为国际上的研究热点,但目前研究主要集中在此类单一抗生素在土壤上的吸附和解吸行为(Rong和Li,2010),以及阳离子类型、pH值、有机质等因素对其吸附、解吸的影响上(Stephen     

煤基质中甲烷扩散动力学特性研究

甲烷在煤基质中的质量传递过程可用费克第一定律或费克第二定律来模拟。本文通过等温吸附-解吸实验的动力学数据,以费克第二定律为理论基础,对煤基质球形单元模型建立了试验求取扩散特性的方法。晋城煤样等温吸附及解吸实验的数据处理结果表明,吸附-解吸速率均随压力及煤样气含量的增加而增加;吸附速率与解吸速率随压力的变化曲线基本相同。      

水稻土中重金属元素Cd、Pb的竞争吸附 ——以长株潭地区水稻土为例

对中国南方的3个水稻土样品进行了Cd、Pb单一离子和混合离子吸附特点的研究。结果表明,3个水稻土样品中Cd、Pb的吸附特点都相似,Langmuir等温方程可很好地描述Cd、Pb的吸附等温线。3个土壤样品中,有较高pH值和较低有机物、CEC浓度、粘土含量、高岭石含量的2个土壤样品对Cd、Pb有较大的吸附量,且其等温吸附拟合的最大吸附量(B)也较大。在两组分混合溶液中,尽管共存离子的存在影响了土壤对单一离子的吸附,同时土壤对Cd的吸附在一定程度上受影响的程度大,但3个土壤样品都表现出对Pb有强的吸附能力。在3个土壤样品中,Langmuir等温方程中Pb的健合能常数(K)都大于Cd的健合能常数(K),混合溶液中的K值高于单一溶液的K值,表明2种金属离子对吸附位点的竞争提高了特定吸附位点的保持力,使金属离子在土壤中特定位点的吸附更加坚固。     

水稻土中重金属元素Cd、Pb的竞争吸附——以长株潭地区水稻土为例

对中国南方的3个水稻土样品进行了Cd、Pb单一离子和混合离子吸附特点的研究。结果表明,3个水稻土样品中Cd、Pb的吸附特点都相似,Langmuir等温方程可很好地描述Cd、Pb的吸附等温线。3个土壤样品中,有较高pH值和较低有机物、CEC浓度、粘土含量、高岭石含量的2个土壤样品对Cd、Pb有较大的吸附量,且其等温吸附拟合的最大吸附量（B）也较大。在两组分混合溶液中,尽管共存离子的存在影响了土壤对单一离子的吸附,同时土壤对Cd的吸附在一定程度上受影响的程度大,但3个土壤样品都表现出对Pb有强的吸附能力。在3个土壤样品中,Langmuir等温方程中Pb的健合能常数（K）都大于Cd的健合能常数（K）,混合溶液中的K值高于单一溶液的K值,表明2种金属离子对吸附位点的竞争提高了特定吸附位点的保持力,使金属离子在土壤中特定位点的吸附更加坚固。     

珠江三角洲不同成土母质发育水稻土镉活动性差异及其影响因素

随着我国经济社会的快速发展,土壤重金属的超标问题越来越突出,尤其是Cd。土壤Cd活动性受到各种因素的影响,但成土母质对土壤Cd活动性影响的研究成果还鲜有报道。以珠江三角洲为研究区,系统采集了由第四纪沉积物、酸性侵入岩和陆源碎屑岩3种不同成土母质发育形成的水稻土样品235件,查明了土壤理化特征,探讨了Cd全量及其活动态的影响因素。结果表明：不同成土母质发育形成的水稻土理化性质、Cd全量及其活动态的影响因素存在差异。第四纪沉积物发育形成的水稻土CaO、K₂O、Na₂O、TFe₂O₃、阳离子交换量(CEC)、pH、有机质、黏粒平均含量显著高于酸性侵入岩和陆源碎屑岩,Cd超标最为严重,不同方法提取的Cd活动态含量也最高;陆源碎屑岩发育形成的水稻土中Cd全量与土壤理化指标的相关性均强于其他两类成土母质;酸性侵入岩发育形成的水稻土中Cd全量与土壤理化指标的相关性较弱。Cd全量对其活动态含量有重要影响,此外,第四纪沉积物发育的水稻土中Cd活动态含量与pH、有机质和TFe₂O₃     

江汉平原富硒冷浸田的利用模式

江汉平原是中国四大粮仓之一，拥有约69万公顷富硒土壤，大部分为冷浸田，如何利用富硒冷浸田种植富硒水稻是当前亟需研究解决的重大实际问题.以排水整改、强化施硒肥和排水整改后施硒肥3种模式开展了江汉平原富硒冷浸田的大田种植实验.结果表明，在排水整改模式下，排水降低了冷浸田地下水位，提升了土壤的通气性和氧化还原电位，加快了土壤中有机结合态硒向可利用态硒转化，使得土壤可利用态硒比整改前提高25.0%；促进了水稻对硒的吸收，使得水稻根系和籽实中硒含量比整改前分别增加20.6%和8.3%，仅茎干中硒含量无明显变化.在强化施硒肥模式下，每亩施加80 kg硒肥后土壤可利用态硒比施肥前提高41.7%；极大地促进了水稻对硒的吸收，使得水稻根系、茎秆、籽实中硒含量比施肥前分别提升79.4%、37.1%、25.0%.在冷浸田排水整改后每亩施加80 kg硒肥模式下，土壤可利用态硒含量和水稻根系、茎干、籽实中硒含量分别增加50.0%和41.8%、46.1%、47.9%.总之，上述3种利用模式均可提高土壤可利用态硒含量，有利于水稻对土壤硒的吸收，能够显著提高水稻籽实中硒含量；冷浸田排水整改后强化施硒肥利用模式效果最佳.      

江汉平原过渡带黏性层状土弥散试验与模拟研究

为研究江汉平原—大别山区过渡带黏性层状土中溶质迁移的规律,以保守性阴离子Br-为示踪剂,通过等温吸附试验、一维弥散试验、HYDRUS-1D软件模拟反演手段,研究了Br-在黏性层状土中的吸附参数、迁移规律,模拟反演其弥散参数。结果表明：（1）Freundlich模型和Langmuir模型均能较好的拟合吸附试验结果,随着土壤中黏粒比例的增大,土壤对Br-的饱和吸附量有所增加;（2）层状土中土壤质地与结构均会影响穿透曲线的形状,但一维饱和土柱中的弥散过程主要取决于含水介质系统中黏性颗粒的占比,黏粒的增加会对溶质运移产生阻碍作用;（3）通过HYDRUS-1D软件构建模型反演弥散参数,R2均大于0.991,拟合效果较好,分析发现层状土中无论土壤组成类型还是层厚及排序的影响,其本质都是改变了土壤的平均孔隙流速从而影响弥散作用,平均孔隙流速越小其弥散系数越小;（4）试验中粉质黏土弥散系数约为0.005～0.048 cm2/d,远远小于下部砂土弥散系数0.524～7.477 cm2/d,差值达到了至少两个数量级,表明研究区内厚层黏土为控制地层,会较大程度阻碍地下水中溶质运移,上部含水层中的污染物或有机...     

浙西典型石煤矿山周边耕地富硒土壤地球化学特征及影响因素

为系统研究石煤矿山周边耕地富硒土壤地球化学特征及影响因素,在浙江省常山县辉埠石煤矿山周边耕地采集了表层土壤样品144件、农产品甘蔗样20件、土壤垂向剖面土壤样6件、岩石样5件和地表水样3件。通过样品Se、有机质、As、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Hg、Cr等元素含量指标测定和统计,探究了该区富硒土壤地球化学特征。结果表明:区内表层土壤硒含量主要集中于0.47~1.34 mg/kg之间,平均含量0.87 mg/kg,远高于浙江省平均值,且硒含量高值区与辉埠石煤矿的走向一致;硒含量随着土壤深度增加而逐渐下降;89.58%的土壤样品和65%的甘蔗样品达到富硒标准,但存在土壤和农产品Cd等主要重金属元素含量超标的生态风险。土壤硒含量均值在寒武系下统荷塘组最高(1.31 mg/kg),奥陶系中—下统最低(0.64 mg/kg);旱地硒均值略高于水田,但差异不显著(p>0.05);硒含量均值高低变化为粗骨土>石灰岩土>水稻土>红壤。研究认为,土壤硒含量受地质背景、土壤类型和有机质等因素的影响,含石煤层黑色岩系和碳酸盐岩等富硒地层是形成富硒土壤的主要因素,小部分与矿山开采等人类活动有关。     

湿润亚热带典型白云岩区不同土地利用的土壤CO2浓度特征及其影响因素

以中国南方岩溶施秉世界自然遗产地杉木河流域的子流域——黄洲河岩溶小流域为研究区,对3种不同利用方式土地（林地、旱地、水田）中的土壤CO2浓度进行为期一年的观测,并采集土壤样品,分析其理化性质。结果显示:（1）不同土地利用方式下土壤CO2的年平均浓度为:水田（21 008×10-6）>林地（9 038×10-6）>旱地（5 660×10-6）;（2）一年中林地与旱地的土壤CO2月浓度曲线与月均气温曲线的变化形态具有相似性,年变化规律总体上表现一致:1-7月土壤CO2浓度逐渐升高,8月浓度达到峰值,分别为16 157×10-6和13 458×10-6;（3）水田土壤CO2浓度在1-3月逐渐下降,3月出现最低值11 727×10-6,3-12月逐渐升高,8月开始波动升高,在10月达到峰值（29 993×10-6）;（4）白云岩区土壤CO2浓度有显著的季节变化规律（夏秋高、冬春低）;（5）气温、降雨对林地和旱地土壤CO2浓度有显著影响,而对水田土壤CO2浓度影响不显著;（6）土壤有机碳含量的差异对土壤CO2浓度有一定影响,且土壤pH增高,其土壤CO2浓度也随之增大。      

1,2-二氯乙烷和1,2-二氯丙烷在某污染场地包气带的吸附-解吸特性

1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)和1,2-二氯丙烷(1,2-DCP)是某污染场地地下水中检出最高的挥发性有机污染物。文中采用批试验方法,研究污染场地包气带中三种不同深度土壤样品对1,2-DCA和1,2-DCP的吸附-解吸特性。结果表明:土壤中有机质决定其吸附行为,三种土壤对1,2-DCA和1,2-DCP的吸附符合Henry线性等温方程,分配系数在20.49～22.43L.kg-1,1,2-DCA和1,2-DCP在三种土壤中分别具有相似的吸附能力;同一土壤中两种目标污染物的吸附能力为Kd(1,2-DCA)>Kd(1,2-DCP),但差别不大。1,2-DCA和1,2-DCP在三种土壤中的解吸可用Freundlich等温方程拟合,解吸的难易程度与土壤中黏粒含量相关,黏粒含量越高,目标污染物的解吸越困难,第三层(地下4.9～5.1m)土壤的防污能力较强;两种污染物在三种土壤中的解吸都存在明显的滞后效应,1,2-DCP的滞后指数比1,2-DCA的大。     

田间条件下不同农艺措施对烟叶镉吸收及烟叶品质的影响

为研究不同农艺措施对烟叶镉(Cd)富集及生长发育的影响,选取中国南方植烟区两种Cd污染土壤(红泥田、黄泥田)为研究对象,以云烟87为供试品种,通过田间小区试验,研究增施磷酸二氢钾、硫酸锌、腐殖酸络合钾和生石灰对土壤Cd有效态含量、烟叶Cd含量、土壤肥力指标、烤烟经济性状及常规化学成分的影响。结果表明：与对照组相比,增施磷酸二氢钾、硫酸锌、腐殖酸络合钾和生石灰均能有效减少土壤Cd生物有效性和烟草对Cd的富集,土壤有效态Cd含量降低10.4%~25.5%,烟叶Cd消减率为20.39%~43.47%,不同处理顺序为磷酸二氢钾>腐殖酸络合钾>硫酸锌≈生石灰;施用生石灰可提高土壤pH值0.24~0.51,但会造成土壤肥力下降,影响烤烟生长发育;增施腐殖酸络合钾可提高土壤脲酶和磷酸酶活性,提高土壤有机质含量、阳离子交换量、有效氮含量等肥力指标,显著提高烤后烟叶钾含量,降低烟叶糖含量,使烟叶化学成分更趋于协调。