苯和甲苯在土壤中的吸附行为研究

选取某采油厂不同有机碳含量的表层土壤作为吸附剂,采用批实验方法对原油中代表性组分苯和甲苯的单组分吸附和双组分竞争吸附行为进行了研究。研究表明,单组分溶液中,苯和甲苯在土壤中的吸附符合线性规律,吸附能力与土壤有机碳含量成正比;双组分溶液中,苯和甲苯共存时存在竞争吸附,土壤对它们的吸附小于单组分时的情况。竞争吸附的结果说明,除分配吸附以外,介质表面点位对苯和甲苯的吸附也起着重要的作用。     

土壤对氟离子吸附与解吸的动态土柱法研究

用饱水动态土柱法对氟离子的吸附与解吸特征及其反应动力学特征进行了初步探讨。结果表明，氟离子的吸附与解吸特征可分别用Ｌａｎｇｍｉｕｒ模型和Ｆｒｅｎｄｌｉｃｈ模型来表征，而氟的吸附与解吸反应动力学均可用Ｅｌｏｖｉｃｈ方程来述。吸附与解吸过程是一个由反应速率控制的不可逆过程。     

有机酸对几种土壤吸附铜的影响

在一定离子强度和pH值下,向几种不同的土壤中加入外源有机酸,研究有机酸对土壤吸附Cu2+的影响,结果表明:几种土壤对铜的吸附量随着铜浓度的增加而增加,但当铜浓度达到一定值时,吸附量不再发生变化.几种土壤对铜的最大吸附量的大小顺序为黄棕壤>砖红壤>红壤>赤红壤;有机酸对土壤吸附铜既有促进作用,又有抑制作用,即吸附曲线呈峰型;不同有机酸对土壤吸附铜的影响不同,其中柠檬酸对吸附的抑制和促进作用都很强烈,草酸对吸附的促进作用较弱,抑制作用较强,而乙酸对吸附所起的作用则与草酸正好相反;同种有机酸对不同土壤吸附铜的影响不同.其中三种有机酸对黄棕壤吸附铜的促进作用都很弱,而对砖红壤吸附的促进作用则强.     

离子色谱法快速测定土壤中碘量

优化了碘的离子色谱分离和测定条件,仅使用保护柱IonPacAG11柱,即可快速测定土壤中的碘。方法检测限0．04μg／g(3倍的标准偏差),测定了8个国家一级标准物质中的痕量碘,验证方法可行性,并且结果与标准值相符,相对标准偏差(RSD)小于10％(n=12)。该方法适用于大批量化探样品中碘量的分析。     

一株分离自华南离子吸附型稀土矿的短小芽孢杆菌对稀土元素的吸附行为及机理研究

离子吸附型稀土矿是重要的表生矿床,提供了全球90%以上的重稀土。矿床中活跃的微生物能够通过吸附作用影响稀土元素的富集及分异,然而风化壳中的天然细菌对全配分稀土元素吸附行为及机理的相关研究仍然较为缺乏。本文选用离子吸附型稀土矿风化壳中分离出的短小芽孢杆菌,通过吸附实验研究在不同pH值、吸附时间和细菌浓度条件下,细菌对稀土元素的吸附行为。结果表明,短小芽孢杆菌对稀土元素的吸附容量最大可达41.9 mg/g,且重稀土元素在细菌细胞表面和水体之间的分配系数大于轻稀土元素。TEM图像显示,稀土元素在细菌表面形成沉淀; EDS分析显示,细胞表面大量Na、K、Ca等元素在与稀土元素发生离子交换后被脱除。细胞表面磷与稀土元素的分布一致性指示磷酸基团是稀土元素吸附的重要位点,重稀土元素通过与磷酸基团形成稳定的高配位络合物优先吸附在细菌表面。Zeta电位曲线表明,短小芽孢杆菌等电点为2.8,在高于等电点的pH值条件下,微生物对稀土的吸附存在静电吸引。因此,在表生环境中,微生物能够通过形成微沉淀、离子交换、表面络合和静电作用的多种机制吸附稀土元素,促进稀土元素的富集及分异。另外,短小芽孢杆菌有望作为潜在的生...     

土壤对镉离子的竞争吸附研究——以北京城近郊为例

对分别采自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5个典型地区的土壤进行了Cd^2＋-Na^＋、Cd^2＋-Ca^2＋、Cd^2＋-Zn^2＋双阳离子竞争性静态吸附试验。结果表明，在不改变土壤的物理化学性质条件下，多种离子共同竞争吸附时，其吸附过程与单个外源金属阳离子的吸附结果不同；不同类型土壤对镉的吸附受钠、钙、锌离子的影响不是单方面的抑制作用或促进作用，影响机制随着外源镉离子浓度和外源钠、钙、锌离子浓度的大小而各异，而且其影响程度也有所不同。     

吸附对土壤水环境中有机污染物生物降解过程的影响研究

在土壤水环境系统中,吸附作用是影响有机污染物生物降解过程的主要制约因素。污染物的吸附性越强,则其存在于土壤水溶液的重量百分比就越小,生物降解可能性也就越低。本文建立了定量描述吸附作用对有机污染物在土壤颗粒内部传输过程影响的数学模型。通过模型计算发现,有机污染物的土壤-水吸附分配系数Kd越大,则其从土壤颗粒内部传输到外部水溶液的速率就越小,总的降解速率也就越低。     

贵州喀斯特山区植被演替对土壤有效性氮磷含量及酶活性的影响

对贵州南部茂兰喀斯特山区不同植被类型的土壤进行调查与采样分析,探讨植被演替过程中土壤生物有效性氮磷含量及酶活性的变化。结果表明:喀斯特植被从阔叶林向灌木林及灌草丛的演变过程中,土壤全氮、活性有机磷含量出现下降;而速效氮、硝态氮、速效磷及水溶性磷的含量出现显著的降低,灌草丛土壤中速效氮、硝态氮、速效磷及水溶性磷的平均含量分别比原生阔叶林土壤减少28.09%、65.44%、69.42%和81.71%;同时,土壤脲酶、蛋白质酶、磷酸酶活性分别比原生阔叶林土壤减少74.72%、63.08%和50.32%。在喀斯特山区土壤生物有效性氮磷含量的变化明显地受到植被群落演变的影响,森林退化主要导致土壤硝态氮及水溶性磷数量的明显减少。      

吸附离子对粉质粘土及改良土特性的影响

利用疏浚土有机质含量高、吸附能力强和低渗透性等特点,探讨将其作为填埋场黏土衬垫改性材料的可能性。针对粘土垫层所关心渗透性及强度两个基本问题,比较了粉质黏土、改良土（粉质黏土添加疏浚土）吸附离子前后的变化。吸附K+、Cu2+后粉质黏土、改良土的渗透系数随着土中离子含量的增加而增大,但对改良土渗透系数的影响要小于粉质黏土;吸附离子后,粉质黏土摩擦角增幅不大,黏聚力有较大增长,而改良土的黏聚力增长较少,摩擦角增长较快。总体而言,添加一定量的疏浚土能改善吸附离子对黏土垫层的影响。采用SEM电镜试验拍摄了离子吸附前后土体微观结构的变化,并从扩散双电层理论出发,解释了吸附离子对粉质黏土及改良土的影响。     

Experimental research on adsorption/desorption for petroleum pollutants in the soil in Daqing oilfield

The Daqing oilfield is one of the biggest oilfields in the world. It has been exploited for several decades, which brings serious pollution to local natural environment. The crude oil on ground which is produced in the process of oil production contains various organic pollutants. The petroleum pollutants tend to adsorb, desorb, biodegrade and photolyze and so on in the soil, but adsorption/desorption is a pair of extremely important environment geochemistry behavior. In order to master the rule of petroleum pollutants migration and transformation in the soil environment, and provide scientific evidence for the prevent research project on petroleum pollution treatment in the Daqing oilfield, the chemozem was selected as the experimental sample, which is a kind of representative soil in the Daqing oilfield. The factors affecting adsorbent and desorption＇s characteristics were discussed, including pH of the soil, the concentrations of suspended particulates and temperature. The oscillation-equity was used in the experiment. The mechanism and dynamics process of the adsorption/desorption were researched. The results showed that adsorbing of the petroleum pollutants on the chemozem sediment is a kind of physical adsorption phenomenon. The adsorption function comes from the hydrophobic and sticky character of the petroleum its self. The velocity of adsorption and desorption is almost equivalent, both concentrations of water in the soil are close to the balance in two hours, thus they achieve homeostasis in three hours. The process of adsorption of the petroleum pollutants responses to Herry isothermal model, with increasing pH, concentration of suspended particulates and temperature, the quantity of adsorption show a descending trend. However, desorption is a contrary course of adsorption in the experiment. Due to various influenced phenomena reflect that the soil in the Daqing oilfield has factors, the quantity of desorption shows an ascending trend. These strong adsorption ability to petroleum pollutants.     

基于典范对应分析的会仙岩溶湿地土壤理化性质与土壤酶活性关系研究

为揭示湿地退化过程中土壤理化性质与土壤酶活性关系,文章以广西桂林市会仙岩溶湿地系统中的湿地、稻田和旱地三种土地利用类型的表层土壤为研究对象,运用描述性分析、相关性分析和典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)等方法来探讨它们之间的内在联系。结果表明:土壤理化性质除有效磷、速效钾外,土壤有机碳、全氮、碱解氮、阳离子交换量、交换性钙、交换性镁的质量分数均表现为湿地稻田旱地,说明岩溶湿地在维持土壤碳库以及营养元素方面具有重要的作用。会仙湿地中有效磷、速效钾的质量分数低于稻田和旱地,根本原因在于人类活动以及农业活动的影响。除蛋白酶外,脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和纤维素酶的质量分数均在湿地中最高,与土壤理化性质的质量分数在湿地中较高相吻合,并表现出较强的空间异质性。进一步分析典范对应分析图,可知会仙岩溶湿地受人类活动影响较大,湿地首先被开垦为稻田,随着土壤自然肥力的下降最后被开垦成旱地,因此在生态演替不可逆转的条件下,将稻田作为人工湿地加以保护是维持湿地生态环境最佳的土地利用方式。     

分光光度法测定土壤中碘的方法改进

应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定地球化学调查样品中的碘,主要采用封闭溶样、混合酸溶、碱熔和半熔法进行样品处理,但由于碘在土壤和沉积物中的存在形态较为复杂,有高碘酸根、碘酸根、碘离子,且碘为卤族元素,第一电离能较高,在样品处理及上机测定环节中存在溶出不彻底、记忆效应强、稳定性较差等问题。本文采用碳酸钠-氧化锌半熔法处理样品,乙醇-沸水提取后用732型阳离子交换树脂将溶液中大量阳离子分离,采用内标法ICP-MS测定样品溶液中的碘。通过优化溶样程序提升了样品溶出效果,优化测定介质及内标元素消除记忆效应,提升了结果稳定性,建立了一套完善的ICP-MS测定碘的方法。使用土壤和沉积物国家一级标准物质进行方法验证,方法检出限为0.045μg/g,方法检测下限为0.15μg/g,方法精密度(RSD,n=12)≤5.93%,方法准确度△logC≤0.01,符合地球化学调查样品分析测试要求,可推广应用于地球化学调查中大批量土壤和沉积物样品的分析测试。

     

花江喀斯特地区花椒人工林的土壤酶演变

研究了贵州花江喀斯特地区不同林龄花椒林下的土壤酶活性,结果表明:蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶、过氧化氧酶活性随着林龄的增加而呈上升趋势,蔗糖酶活性变化较大,交幅为13.2~52.3,淀粉酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性变化小,交幅分别为0.15~0.24,0.32~0.54,5.7~7.3;脲酶活性在种植13年后下降;多酚氧化酶活性呈下降趋势,从1年生花椒林的0.41到13年时的0.08,除多酚氧化酶外,1年生花椒林土壤酶活性最低.从土壤生物学的角度看,花椒林目前不仅没有造成土壤质量退化,而且在经营得当的条件下,还可以在一定程度上改善土壤质量,对贵州喀斯特地区的植被恢复有一定的改善作用.     

德兴铜矿地区土壤的基本特征及其对重金属元素的吸附研究

本文首先分析了江西德兴铜矿区周围土壤的微量元素和矿物组成特征,结果显示该地区重金属元素富集,且表层土中重金属元素含量与粘土矿物相对含量变化具有较好的一致性。室内土柱淋滤实验结果表明,当总淋滤时间为451 h时,土壤对Pb²⁺的总吸附量为2 584.75 mg/kg,淋滤实验的前半期存在多种竞争吸附机制,后半期土壤对Pb²⁺的吸附基本达到动态平衡。淋滤后土壤矿物的相对质量分数发生了改变,粘土矿物有所减少。粘土矿物在不同土壤层对Pb²⁺的吸附能力也各异。     

考虑吸附与毛细作用的饱和冻土SFCC模型

土体冻结特征曲线(SFCC)是对冻土中未冻水含量随负温变化关系的数学描述,是研究冻土水热迁移、冻胀、本构关系等问题的重要基础。目前对于SFCC的研究,其经验表达式居多,而物理机制研究相对较少。通过考虑土颗粒与冰界面的吸附作用及冰相尖点的毛细作用,基于冰水相变平衡压力由吸附压力与毛细压力两部分共同组成,从孔隙尺度提出一个新的饱和冻土SFCC模型。模型计算结果表明,当颗粒半径逐渐增大时,相同温度下未冻水含量将不断减小,SFCC也会变得更加陡峭。基于核磁共振设备对单分散SiO₂微球冻融过程SFCC进行测试,试验结果与数学模型进行比较验证,结果表明新的SFCC模型与试验结果吻合较好,且具有明确的物理意义,可以为冻土基础研究提供理论依据。     

Molecular iodine reduction by natural and model organic substances in seawater

The reactivity of 2 µM molecular iodine in seawater toward various organic compounds containing aromatic, -keto, amino, olefinic and sugar functional groups was investigated. More detailed studies have been made of the reduction kinetics with salicylic acid, -ketoglutaric acid and the polypeptide oxidized glutathione, particularly to establish whether variation over the pH range 4–9 would provide a similar reduction reactivity or fingerprint to that of molecular iodine added to natural seawater. The data indicates that compounds with only one functional group react with first order kinetics whereas compounds with multiple functional groups show more complex behaviour. Kinetic and thermodynamic modelling indicates that HOI is the main iodine species reacting with organic matter at seawater pH of 8.2. Based on the pH fingerprints, peptides and compounds containing carbonyl or -keto groups are the key reductants of molecular iodine added to seawater. These compounds form C-I and N-I bonds which can allow for a rich organic iodine chemistry in seawater. The model compound results are discussed in relation to oceanic processes.     

马衔山多年冻土与季节冻土区土壤微生物量及酶活性的季节动态

为了研究马衔山多年冻土区和非多年冻土区土壤微生物碳氮、土壤酶活性的差异,选取多年冻土区、季节冻土区和交界区为对象,分析了0~30 cm土层微生物碳氮和转化酶、脲酶、中性磷酸酶、淀粉酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶酶活性不同季节的变化特征。结果表明：全氮、总有机碳、微生物量碳氮与多数土壤酶之间呈显著相关关系。在不同区域,土壤微生物碳氮均在0~10 cm含量最高,10~20 cm次之,20~30 cm最低。土壤微生物碳氮在生长季表现为含量逐渐增加,但是多年冻土区与季节冻土区差异不大。土壤酶活性在深度方面表现与微生物碳氮含量变化一致。土壤酶并无的季节变化规律。在多年冻土区,转化酶、多酚氧化酶和磷酸酶活性明显高于非多年冻土区。本研究表明,尽管多年冻土区的植被和土壤总有机碳明显高于非多年冻土区,其土壤微生物碳氮含量相当,且一些土壤酶活性也相当。说明非多年冻土区土壤的生物地球化学相对强度较大。因此,多年冻土退化后可能会导致生态系统的退化。