Adsorption of 2,4-dinitrophenol and 2,4-dichlorohpenol on Cationic Surfactant Modified Red Soil

Adsorption isotherms of 2,4-dinitrophenol and 2,4-dichlorophenol on hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) bromide modified red soil under different ionic strength, divalent cation Cu 2 or different pH conditions were studied. All the adsorption isotherms were well fitted to the Freundlich equation. The adsorption capacities of 2,4-dinitrophenol or 2,4-dichlorophenol were dramatically enhanced by HDTMA treatment of red soil. The increase of ionic strength and the addition of divalent heavy metal cation Cu 2 significantly enhanced the adsorption of 2,4-dinitrophenol or 2,4-dichlorophenol on the HDTMA-modified red soil. Adsorption capacities of HDTMA-modified red soil for 2,4-dinitrophenol and 2,4-dichlorophenol gradually increased with decreasing pH in the aqueous phase.     

前期土壤含水量对红壤坡面产流产沙特性的影响

利用田间人工模拟降雨试验,研究了前期土壤含水量对两种红壤坡面降雨入渗、产流和产沙特性的影响.结果表明:前期含水量越高,两种土壤都是产流越快,达到稳定径流和入渗的时间越短.低含水量区(干态和稍干),两种土壤的径流系数和入渗率都与降雨时间呈线性关系,并在60 min内达不到稳定.高含水量区(稍湿和湿态),两种土壤的径流系数、入渗率及产沙速率与降雨时间关系都符合Boltzmann(玻耳兹曼)方程;第四纪红粘土发育的红壤稍干态和红砂岩发育的红壤干态下的产沙速率在整个降雨过程中变化不明显,并都维持在较低水平;第四纪红粘土发育的红壤干态和红砂岩发育的红壤稍干态下的产沙速率随着模拟降雨的进行而大致以线性关系增大.土壤前期含水量越高,两种土壤坡地累tk积入渗量都越小,雨水转化为土壤水分的比率亦越小.     

泉州、晋江地区新生代红土地层划分的初步探讨

南方红土是我国秦岭-淮河以南广泛分布的新生代土状堆积,其重要性与北方风尘沉积可相提并论。自20世纪30年代开始,经历几代科学家不断地调查和研究,除一致认为它们是新生代红色风化壳以外,对其岩性特征、形成时代、地层划分、环境信息等各种问题都存在复杂的争论与不同意见,使其至今未能在我国新生代地质与环境研究中发挥其应有的重要作用。本研究通过在福建泉州、晋江地区新生代红土的调查和分析,根据其岩性特征及推测年代,将该区的红土划分为新近纪砖红壤红土、早更新世铁锰膜红土、中更新世中期网纹红土、中更新世晚期厚层红化土、晚更新世薄层红化土等5种类型,它们蕴涵了形成时的气候带及相应环境信息,为后续研究确定东亚气候环境的空间变化过程提供了依据。

     

黄土对Cr(III)的吸附特性及机理研究

铬是一种重金属痕量元素,人体通过食物链摄入过量的铬会在人体内富集,随之产生中毒反应。研究Cr(III)的浓度、反应时间、反应温度、pH值等因素对Cr(III)在黄土上吸附特性的影响,结果表明黄土对Cr(III)的吸附非常迅速,并且吸附量非常大,等温吸附模型Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)模型都能很好地解释Cr(III)在黄土上的吸附过程。热动力学分析表明,吸附是一个自发的过程,升温可促进吸附作用的进行。随着温度的不断升高,Cr(III)的吸附量逐渐增大。溶液的pH值是影响Cr(III)吸附效果的一个重要因素,当pH>6时,Cr(III)几乎完全被去除。利用X光衍射图谱和红外光谱分析,探讨黄土与Cr(III)的结合机制,黄土中的高岭土、石英等黏土矿物以及有机质成分对吸附过程起重要作用。     

pH值对红土粒度成分影响的分形几何研究

红土是一种特殊土,其成分和结构决定了红土本身具有不同于一般粘性土的工程地质性质。红土中游离氧化铁的存在使土颗粒之间产生胶结,是土具有“假粉性”和“假砂性”特征的主要原因。研究发现,游离氧化铁含量和形态的改变,将直接影响红土颗粒的粒度分布。通过对不同pH值红土试样的颗粒成分进行测试,借助分形理论得到不同pH值红土粒度成分分维值。计算发现,不管是否在测试过程中采用分散剂,土粒度分维曲线上都存在两个无标度区。pH值的改变引起了土粒度分维的变化,随pH值的增大,土粒度分维值也变大,反应出土的细颗粒含量增加,土颗粒所形成的集合体越分散。土pH值的大小与粒度成分分维、游离氧化铁含量之间的内在联系,揭示出了红土中游离氧化铁对土颗粒胶结的本质。     

非饱和红黏土的不排气、不排水三轴剪切试验研究

非饱和土中由于有孔隙气的存在而使得非饱和土的力学性质变得非常复杂。气体对非饱和土体强度和变形会产生重要影响。根据12组不同饱和度、不同干密度云南红黏土土样的三轴不排气、不排水剪切试验结果,讨论了气体对非饱和土土体强度和变形的影响。黏聚力在不排气剪切情况下随着饱和度的变化不是单调的,内摩擦角则随着饱和度的增大而减小。干密度增大则黏聚力和内摩擦角都增大。在三轴不排气剪切过程中,试样出现了明显了的剪胀性,且随着干密度的减小,饱和度的增大剪胀性逐渐消失。试样最后的破坏形态与是否发生剪胀可能也有联系。     

红粘土地区水泥土的损伤研究

红粘土是亚热带气候条件下形成的一种特殊土质，含有红粘土的地基土多具有上硬下软的特点，为天然地基软弱下卧层。应用损伤力学研究红粘土地区水泥土的损伤机制，通过试验得到有关参数，并且推导了红粘土的损伤演化及本构方程。     

Adsorption of heavy metals in glacial till soil

The charged sites on soil particles are important for the retention/adsorption of metals. Metallic counterions can neutralize the intrinsic charges on the surfaces of soil particles by forming complexes. In this study, efforts have been made to determine the effect of surface potential, pH, and ionic strength on the adsorption of four metal ions, hexavalent chromium Cr(VI), trivalent chromium Cr(III), nickel Ni(II) and cadmium Cd(II), in glacial till soil. Batch tests were performed to determine the effect of pH (2–12) and ionic strength (0.001–0.1 M KCl) on zeta potential of the glacial till soil. The point of zero charge (pH _PZC ) of glacial till was found to be 7.0±2.5. Surface charge experiments revealed the high buffering capacity of the glacial till. Batch adsorption experiments were conducted at natural pH (8.2) using various concentrations of selected metals. The adsorption data was described by the Freundlich adsorption model. Overall glacial till shows lower adsorption affinity to Cr(VI) as compared to cationic metals, Cr(III), Ni(II) and Cd(II).     

雷州半岛南部若干红土剖面的地球化学与成土环境研究

雷州半岛南部第四纪火山岩台地发育的红土剖面由碱性玄武岩风化型（Ｉ型）和拉斑玄武岩风化型（ＩＩ型）组成。从首次构建的淋溶系数（Ｌ）－水化系数（Ｈ）－氧化系数（Ｏ）关系图（简称ＬＨＯ图）发现,两类剖面的ＬＨＯ曲线的演化途径完全不同。Ｉ型红土在潮湿贫氧环境下形成,富含Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ、水和有机质,ＩＩ型红土在干旱富氧环境下形成,富含Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ和Ｓｉ。此外,对两种类型红土环境的转型机制和成土     

南方红土磁性地层年代学研究进展

南方红土是中国分布最广的第四纪土状堆积,蕴含丰富的古气候、古地理以及古人类演化的信息。然而,南方红土地区长期高温多雨的气候造成许多定年材料的缺乏,导致其年代学研究进展比较缓慢。磁性地层学方法是一种适合于中、新生代海陆相沉积物定年的快捷、有效的方法,近年来南方红土的磁性地层年代学研究取得了很好的结果。文中比较系统地总结了近年来南方红土磁性地层年代学研究方面的进展。这些研究显示南方红土中的载磁矿物包括赤铁矿、磁赤铁矿、磁铁矿和针铁矿,其中磁铁矿和赤铁矿是特征剩磁的主要载体。磁性地层结果表明南方红土记录了Matuyama负极性时晚期至Brunhes正极性时早-中期的沉积,其沉积起始年龄不晚于Jaramillo正极性亚时,即早于11 Ma。这些磁性地层学结果为揭示南方红土记录的环境变化和中国南方亚热带地区早期人类演化提供了年代学基础。     

膨胀土与红黏土石灰改性对比试验研究

为探讨石灰改性膨胀土与红黏土的强度发展规律,以生石灰与消石灰改性的南阳膨胀土与郴州红黏土为研究对象,进行了无侧限抗压、固结快速直剪和固结压缩试验的对比研究。研究发现：在1 a养生龄期内,石灰改性的南阳膨胀土与郴州红黏土无侧限抗压强度与养生龄期的对数基本呈线性关系;按大于最佳含水率3%制样的强度在养生28 d以后高于按最佳含水率制样;生石灰改性效果比消石灰改性效果好,由于矿物成分不同,石灰改性南阳膨胀土的效果比石灰改性郴州红黏土好     

土壤酶对碘离子在土壤中吸附行为的影响

以批式试验法研究了微生物、葡萄糖氧化酶、脲酶、纤维素酶及其催化底物葡萄糖、尿素和纤维素对Ⅰ-在土壤中吸附的影响,结果表明微生物能显著提高Ⅰ-吸附量,但葡萄糖氧化酶、脲酶、纤维素酶及葡萄糖、尿素和纤维素对Ⅰ-吸附并无促进作用.葡萄糖氧化酶及葡萄糖含量在小于100 mg/L时对Ⅰ-吸附无影响,1000 mg/L时与Ⅰ-呈竞争吸附;脲酶及尿素随浓度增大,对Ⅰ-吸附的抑制作用变得明显;1～1000 mg/L范围内,纤维素酶和纤维素对Ⅰ-吸附没有影响;但葡萄糖氧化酶和葡萄糖生成的中间产物可促进土壤对Ⅰ-的吸附.平衡液中溶解性有机碳(DOC)含量随时间增加而逐渐降低,有机质浓度越大,降低趋势越明显.     

红壤丘陵区地表水资源动态与合理调蓄利用研究

以红壤丘陵景观中相对独立且整体性强的集水区为基本单元,重点研究了集水区内降水、蒸散、水量蓄存等地表水资源的年变化。结果表明,降水资源在集水区内的陆面拦截蒸散、塘堰蓄存、排出集水区三者中的分布比例约为7:2:1,在水土保持型坡地的植被拦截、土壤渗流、地表径流三者中的分布比例约为3:5:2;每公顷1m土体中的土壤贮水量,在丰水季节,水土保持型坡地要比非水保坡地高出864.0～1067.0m3,少水季节则高出647.0～855.0m3。研究结果还表明,以集水区为单元的农业灌溉用水量,一般为年降水量的12%左右,蓄存此水量的塘堰面积应占集水区土地总面积的11%左右,对于塘堰面积已占土地总面积10%左右的红壤丘陵区而言,抗御季节性干旱依靠扩大塘堰蓄水已不现实,其主要途径应是充分发挥水库工程和"土壤水库"的巨大抗旱潜力。     

土壤对可溶性油的吸附作用及其影响因素分析

在沈(阳) 抚(顺) 灌区土-水-作物系统石油污染调查的基础上, 根据土壤非饱和带的结构和组成, 选择代表性的土壤剖面分别采集表土和底土, 分析土样的主要物理和化学性质, 系统测定不同土样对可溶性油吸附的动力学曲线和吸附等温线, 并分析了有机质、粘粒含量和含盐量对吸附作用的影响.结果表明, 土壤对可溶性油的吸附平衡时间为20~24h, 而且不同土样的吸附等温线均为直线型理想吸附.另外, 通过试验发现, 当水相中可溶性油低于一定浓度时, 不但不产生吸附, 反而使土壤中的残留油分释放出来.      

三趾马红土失水收缩裂缝演化规律研究

黏性土失水收缩开裂对人类工程活动影响显著。通过设计室内试验监测装置,对重塑三趾马红土开展干燥脱湿试验,并运用数字图像定量处理技术获得其干缩裂缝演化的动态定量数据,发现其裂缝演化规律与传统规律（裂缝面积、平均宽度在干燥过程中始终增长,最终趋于稳定）有所不同,表现为试样裂缝在干燥中期出现收缩现象,呈现裂缝的自愈性。随后提出裂块理论深入分析了此现象的产生机制,并引入愈合度概念,研究了不同初始含水率下试样裂缝的愈合规律,结果表明：（1）初始含水率对试样裂缝愈合度影响显著,初始含水率越低,试样裂缝越早开始愈合且最终愈合度越大;（2）干密度1.7 g/cm3的试样在40℃脱湿条件下,试样最终愈合度与初始含水率呈良好的线性关系。     

湿润亚热带花岗岩风化壳发育红壤中不同类型磁赤铁矿及其成因

本研究对福建省武夷山市发育于花岗岩风化壳上的亚热带红壤剖面进行了系统的热磁和常温磁学测量,剖析该剖面磁学性质与成土因素（气候和母质）的关系,探讨2种类型磁赤铁矿的成因。研究结果表明：该剖面具有较高的亚铁磁性矿物含量,磁颗粒以多畴（MD）颗粒为主。土壤发育过程中,成土作用使磁颗粒变细、单畴（SD）颗粒增加、亚铁磁性矿物含量降低使得磁化率减小。红壤剖面中至少存在2种不同类型的磁赤铁矿：磁赤铁矿A,在300~450℃即转化为赤铁矿,不能测得居里点;磁赤铁矿B,在650℃以上才较为完全地转化为赤铁矿,可测得645℃的居里点。磁赤铁矿A是水铁矿转化为赤铁矿的中间产物,该化学反应过程在氧化环境下广泛存在,是被普遍认识的一类磁赤铁矿。土壤淀积层、淀积-母质过渡层、母质层的主导磁性矿物磁赤铁矿B由含铁硅酸盐矿物经风化成土作用演化而成,而非原生磁铁矿低温氧化;磁赤铁矿B形成与气候条件（较高的气温）和母岩/母质物质组成有关,两者缺一不可。

     

非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用

本文采用非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对粘土进行改性修饰,并以钛酸丁酯和盐酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料,对其进行了比表面积(BET)、热重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。实验结果表明,TiO2成功地插入了粘土层间,并以锐钛矿型的晶型存在,制备的柱撑粘土复合材料仍有较好的层状结构,其比表面积较原土有明显的增加,经过PVA修饰后柱撑粘土表面的疏水性得到了提高。以甲基橙的吸附和降解为模型反应,考察了柱撑粘土的吸附性能和光催化活性,实验结果发现PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料对甲基橙表现出了良好的吸附能力和较好的光催化活性。     

广西红粘土和膨胀土土热力学特性的比较研究

基于广西膨胀土和红粘土的成因类型、物质成分和结构特征,研究常温(-4℃～60℃)下膨胀土与红粘土的热力学特性,探讨了红粘土与膨胀土的抗剪强度指标与温度之间的相关关系。试验结果表明,两种土在10℃,40℃与室温(28℃)时,主应力差σ1-σ3峰值变化不大,而60℃时有明显增大;在相同条件下,红粘土的主应力差峰值变化更大;红粘土与膨胀土的抗剪强度指标(c,φ)随热状况不同而发生变化,而且红粘土的粘聚力c和膨胀土的内摩擦角φ在室温,环境有较小值。分析结果认为,两种土的热效应影响趋势相似,但红粘土的热力学特性较为敏感,这与红粘土的成因类型及胶结特征密切相关。研究结果为红粘土与膨胀土地区工程建设及减灾防灾提供参考。     

北京城近郊区土壤对镉的吸附特征研究

在0．1～1200mg／L不同Cd^2＋浓度条件下，进行了五个地区土壤对重金属Cd^2＋的静态吸附实验。土壤分别采自于北京城近郊丰台区北天堂村、大兴区庑殿村、通州区永乐店镇、海淀区四季青乡和朝阳区来广营乡五个地区。实验结果表明：常温常压下，土壤对Cd^2＋的吸附量与加入到土壤中的Cd^2＋总量呈现出一定的正相关。四季青、永乐店的重粉质壤土、庑殿的中粉质壤土及北天堂的轻壤土对Cd^2＋的吸附量S与土壤溶液中的平衡浓度C都基本满足直线拟合。在相同外源Cd^2＋浓度下，土壤对Cd^2＋的吸附量为：庑殿的中粉质壤土〉四季青的重粉质壤土〉永乐店的重粉质壤土〉来广营的重粉质壤土〉北天堂的轻壤土。在所拟实验条件下，土壤对镉的吸附很大程度上受到土壤有机质含量、土壤的粘粒和粉粒所占比例的控制，而酸碱度pH和氧化还原电位Eh对类型不同的土壤的吸附影响效应不很明显。     

低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体吸附砷的实验研究

将提纯的钙蒙脱石与羟基铁离子溶液作用，制备了低聚合羟基铁－蒙脱石复合体，用化学分析，电子探针分析，粉晶X射线衍射分析，差热分析和穆斯堡尔谱分析等手段。对蒙脱石原样，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体和相同条件下制备的铁的含水氧化物进行了表征。在实际土壤的酸度（pH=4-7)和温度（18－40℃）条件下，进行了低聚合羟基铁－蒙脱石复合体吸附有害元素砷的实验，探讨了复合体的砷吸附能力与pH值，温度，吸附时间，砷初始浓度，离子强度间的关系，并与蒙脱石和铁的含水氧化物的砷吸附行为进行了对比，研究表明，在实验条件下，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体对砷具有明显的亲合力，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体吸附砷的过程有可能是地表岩石和土壤中重要的地球化学过程，是影响砷地地表，特别是土壤中迁移，富集的重要因素。