不同雨强条件下黄土性土壤养分流失规律研究

本文利用室内人工降雨模拟装置，通过坡面小区试验，初步分析了不同雨强条件下黄土性土壤养分流失的规律。结果表明：土壤养分主要是以不溶态的形式随泥沙迁移，随径流迁移的可溶态养分很少；不同形态的养分在泥沙中有富集现象；养分流失量与雨强成正比；同一雨强条件下，土壤流失量与养分流失量呈显著的正相关关系。

黄土性土壤剖面中N_2O排放的研究初报

用田间原位土壤探头测定法和乙炔抑制未扰动土柱法 ,对黄土性土壤N2 O的排放进行了研究。试验结果表明 ,黄土性土壤N2 O的排放量存在着明显的季节和空间变异。季节变化与田间水分因子密切相关 ,N2 O高峰常出现在灌水 (降水 ) 3天后 ,施肥处理和对照的趋势完全一致。全年中八月份各土层N2 O浓度最高 ;在最高峰值时 ,施肥处理的N2 O浓度几乎是对照处理的 2 .5倍。土壤剖面中N2 O的浓度的顺序是 1 0cm <30cm <1 50cm <90cm <60cm ,以 60～90cm土层最高。影响黄土性土壤反硝化的主要因子是作为微生物能源和碳源的有机物质 ,在碳源充足时 ,土壤的硝态氮含量和水分因子是限制因子。

黄土性土壤剖面不同层次N_2O浓度的原位监测

用土壤探头法对黄土性土壤玉米-小麦轮作体系下不同剖面层次N2O浓度变化进行了3a的田间原位监测。结果证实了黄土性土壤深层反硝化作用的存在,且N2O浓度有着明显的时间和空间变异。表现为N2O浓度受土壤气候条件(温度和降水)和生产管理措施的影响,丰水年明显高于亏水年;在降水或灌溉后出现瞬时N2O浓度峰。由于小麦和玉米生长特点和作物生长季气侯特点的差异,玉米生长季土壤剖面各层N2O浓度显著高于小麦生长期土壤剖面各层的浓度。统计分析结果表明:土壤剖面中不同土层N2O浓度的变化对照处理为60cm≈90cm≈150cm>30cm>10cm,而施肥处理为60cm>90cm≈150cm>30cm>10cm。深层土壤N2O的主要来源是土壤的反硝化作用,施肥显著地增加各土壤层次N2O的产生量。

有效碳源和氮源对黄土性土壤N_2O逸出量的影响

用乙炔抑制原状土柱法 ,就不同碳、氮质量分数对黄土性土壤水稻土和旱地农田土壤反硝化作用的影响进行了研究。结果表明 ,在适宜的氮质量分数和水分条件下 ,两种土壤的反硝化强度随碳质量分数的增大而增加 ,在有效碳源最高加入量 2 0 0 m g/kg时达到最大 ;而在一定的碳质量分数和水分条件下 ,供试土壤的反硝化强度并不随土壤 NO- 3- N质量分数的增加而增加 ,在水稻土和农田土壤上最大反硝化作用的氮源加入量分别为 30 0和 15 0 mg/kg;当氮源为亚硝态氮时 。

黄土性土壤对Cr(Ⅵ)的吸附还原动力学研究

通过研究黄土性土壤中Cr(Ⅵ)的吸附和还原动力学,揭示了黄土性土壤对Cr(Ⅵ)的吸附还原机制,从而确定出影响黄土性土壤溶液中Cr(Ⅵ)减少的主要因素。研究结果表明:黄土性土壤中Cr(Ⅵ)的还原反应基本上可由两个一级反应来表示,其还原反应速率常数主要取决于有机质的数量和可氧化性;黄土性土壤对Cr(Ⅵ)的吸附量与游离氧化铁的含量呈正相关,土壤中游离氧化铁是吸附Cr(Ⅵ)的主要成分;黄土性土壤对Cr(Ⅵ) 的吸附过程可用Elovich方程和双常数速率方程描述,其中粘化层对Cr(Ⅵ) 的吸附速率最快;黄土性土壤中Cr(Ⅵ)的减少在初期以吸附反应为主,随着时间延长,还原反应占据优势。

土壤颗粒分布参数模型对黄土性土壤的适应性研究

土壤颗粒组成是土壤最基本的物理性质之一,其分布曲线可用来估算土壤的水力学性质,然而对于土壤颗粒分布曲线的完整表达需要借助于参数模型,对于不同类型的土壤,参数模型的拟合效果不尽相同。为了选择能够较好描述黄土性土壤颗粒分布状况的参数模型,该文采用了3个指标——相关系数(R),均方根误差(RMSE)和Akaike信息准则(AIC)值,对3类共10个参数模型(单参数模型2个,二参数模型6个,三参数模型2个)在黄土性土壤上的适应性进行了评价(共828个土壤颗粒分析资料)。结果表明:简化的三参数Fredlund模型对黄土性土壤颗粒分布的拟合效果最好,且受质地影响较小,二参数Weibull模型次之,单参数的Jaky模型效果最差。三参数Fredlund模型是估算黄土性土壤颗粒组成的最适宜的模型。

五氯酚钠在黄土性土壤中的吸附与解吸

采用静态与动态两种方法，探究了淀积层黄土中五氯酚钠（ PCP-Na）的吸附和解吸特性。结果表明， PCP-Na在淀积层黄土中的静态吸附平衡时间为2.5 h，吸附速率为21.4 mg/（ kg＆#183;h），吸附量为53.6 mg/ kg。pH 4~7，对淀积层黄土中 PCP-Na 的吸附有影响，但影响不大；氯化钠浓度0~0.4 mol/ L，PCP-Na 的吸附量与离子强度呈正比。在实验温度下，吸附等温线均为 L-型。淀积层黄土中 PCP-Na 的动态吸附结果表明，当流出液体积大于750 mL 时，PCP-Na 在土柱内的吸附达到饱和；吸附饱和的土柱放置2 h 以后，用蒸馏水解吸，当解吸液流出体积超过800 mL 时，流出液中几乎无 PCP-Na。由此可见，淀积层黄土对水溶性 PCP-Na 的滞留能力较差，PCP-Na 可轻易穿过黄土，对地下水造成不可避免地污染。

黄土性土壤对Cd^(2+)的吸附研究

采用静态吸附方法,研究了镉在黄土性土壤中的吸附动力学与热力学。研究表明,镉在黄土性土壤中吸附的动力学模型符合双常数方程,热力学模型符合Langmuir和Freundlich方程。随着吸附时间的增加,黄壤对镉的吸附量增加,在120 min时基本达到平衡。黄壤中镉的浓度与吸附量成正相关,且在土壤表面,镉为单分子层吸附。Cd2+溶液中共存的Mn2+、Ca2+、Na+等离子对黄壤吸附镉产生不同的影响。

黄土性土壤中硫的形态分析

采用分步萃取，ＢａＳＯ４比浊法测定了陕西省３种干旱半干旱区主要土壤—黄绵土、黑垆士和 土中各无机硫形态，有效态硫及总硫含量，并由差减法得到有机态硫含量。结果表明，黄绵土中总硫含量很低，仅８７．８８ｍｇＳ／ｋｇ（烘干土），黑垆土中含量居中，为１７６．５ｍｇＳ／ｋｇ，而 土中含量较高，达２００．８ｍｇＳ／ｋｇ。吸附性硫含量均很低，在０．５８２～２．４１５ｍｇＳ／ｋｇ之间。水溶性硫和ＨＣｌ可溶性硫的含量范围分别为１１．４０～１１．７９ｍｇＳ／ｋｇ和３０．９７～３８．９５ｍｇＳ／ｋｇ。有效硫含量差异较大，分别为８．８５２、１５．８２和１９．９０ｍｇＳ／ｋｇ。有机态硫占土壤全硫的４１．６０％～８８．１５％。

黄土性土壤中铬(Ⅵ)砷(Ⅴ)交互作用及钙镁对其吸附的影响

通过吸附试验研究了黄土性土壤中C r(Ⅵ)、A s(Ⅴ)交互作用及钙镁对其吸附量的影响。结果表明:当C a2+、M g2+浓度在0~10-3m o l/L范围内,C a2+、M g2+对黄土性土壤吸附C r(Ⅵ)的影响没有明显规律,当C a2+、M g2+浓度增大到1-0 3~1-0 1m o l/L时,对吸附C r(Ⅵ)有抑制作用;C a2+、M g2+对黄土性土壤吸附A s(Ⅴ)的影响很敏感,当C a2+、M g2+浓度在10-4m o l/L时,就会对土壤吸附A s(Ⅴ)产生影响。随着C a2+、M g2+浓度增大,土壤对A s(Ⅴ)的吸附量增加;C a2+对土壤吸附C r(Ⅵ)、A s(Ⅴ)的影响程度比M g2+大。黄土性土壤中C r(Ⅵ)、A s(Ⅴ)共存时,吸附量有增加趋势,且吸附量的增加随加入离子浓度的增大而增大,土壤对污染物的净化能力提高。

黄腐酸对黄土性土壤磷吸附解吸动力学性质的影响

采用连续液流法研究了黄腐酸处理对５种黄土性土壤Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）吸附、解吸动力学性质及有效性的影响。结果表明：①黄腐酸处理对Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）吸附、解吸动力学模型的拟合性无影响，但能使Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）的吸附速度及吸附量分别降低１６．７％～６６．７％及１５．３％～６５．４％，解吸速度及解吸量分别增加１４．３％～９４．４％及１０．８％～８１．４％；②黄腐酸处理能使磷的有效系数降低３８．３％～７２．０％，Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）的有效性大幅度提高。黄腐酸对黄土性土壤Ｈ＿２ＰＯ＿４￣（－１）有明显的活化作用。

陕西省几种黄土性土壤钾吸附固定动力学研究

采用平衡法研究了陕西省 4种黄土性土壤钾吸附固定的动力学性质。结果表明 :1黄土性土壤不同土类钾吸附固定量、吸附固定速度及平衡时间差异很大。土娄 土粘化层和黑垆土埋藏腐殖质层的钾吸附固定量约为耕层的 2倍 ,陕南黄褐土的钾吸附固定量仅次于 土娄 土粘化层 ,黄绵土的钾吸附固定量最小 ;2供试土壤不同时段的钾吸附固定速度随时间的衰减变化符合 Vt=A+Blnt模型 ,衰减速率因土类而异 ;3供试土壤钾吸附固定过程符合 Elovich方程和一级扩散方程 ;4供试土壤钾吸附固定过程分为快、中、慢三个阶段或快、慢两个阶段 ,快反应约在 4 0 h完成 ,吸附固定钾量达总量的 64 %～ 93 % ,所用时间仅占总时间的 1 2 %～ 4 3 %。

黄土性土壤对垃圾渗滤液的净化作用

【目的】研究黄土性土壤对垃圾渗滤液的净化作用,为黄土地区垃圾填埋场渗滤液的污染控制,以及填埋场覆盖层的选材及厚度设计等提供参考依据。【方法】分别采集耕层(0～25cm)、犁底层(25～60cm)、黏化层(60～120cm)和钙积层(120～175cm)土壤,按不同液土比(体积(mL)质量(g)比,下同;5∶1,10∶1,20∶1,30∶1)加入垃圾渗滤液,采用静态和动态吸附试验,研究不同土层土壤对垃圾渗滤液中COD、NH4+-N的吸附特征及COD去除率随时间的变化规律。【结果】耕层、黏化层、钙积层土壤在振荡4h、犁底层土壤在振荡2h时,对垃圾渗滤液中COD的吸附量达到最大;犁底层、黏化层、钙积层土壤在振荡2h、耕层土壤在振荡1h时,对垃圾渗滤液中NH4+-N的吸附量达到最大;随着液土比的增大,不同土层(除犁底层外)土壤对渗滤液COD、NH4+-N的吸附量逐渐增加。【结论】黄土性土壤对垃圾渗滤液中的COD吸附净化可分为全吸附阶段、部分吸附阶段和基本饱和阶段。综合分析不同土层对垃圾渗滤液中COD、NH4+-N的吸附净化作用,填埋场覆盖层应选择耕层及黏化层土壤,覆盖层厚度以100cm为宜。

黄土性土壤对砷的净化作用及迁移规律研究

通过土柱淋滤试验,从动态角度研究了黄土性土壤对砷的净化作用及迁移规律。研究结果表明,黄土性土壤对砷是一次性的吸附净化并达到饱和状态。土壤对砷净化吸附分为3个阶段:全吸附段、部分吸附段和吸附饱和段。受土壤粘粒和钙影响,黄土性土壤中砷运移的速度不同,其顺序为v(粘化层)<v(犁底层+老耕层)<v(耕层)<v(钙积层)。在淋入液质量浓度一定的条件下,土层越厚,淋出液中砷的零值延时越长,饱和吸附时间也越长。当淋入液砷质量浓度为10.0mg/L时,黄土地区土层1.5m深度可作为对砷的净化深度。当一定厚度的土壤层达到砷吸附饱和状态时,如果持续增加污水淋入量,则砷在土层内达到吸附饱和的界限下移。

黄土性土壤对Cr(Ⅲ)的吸附特性及转化率研究

采用室内试验方法研究了黄土性土壤不同土层对Cr(Ⅲ)的吸附特性及Cr(Ⅲ)转化为Cr(Ⅵ)的趋势。结果表明,黄土性土壤对Cr(Ⅲ)的吸附平衡时间为30min,其对Cr(Ⅲ)的吸附能力很强,在研究浓度范围1.0～500.0mg·L-1内,不同土层的吸附率都在89.7%以上;黄土性土壤不同土层对Cr(Ⅲ)的吸附能力略有不同,其中粘化层的吸附量最高,其次为钙积层;从黄土性土壤各土层等温吸附规律看,经统计拟合结果符合Freundlich模型;黄土对Cr(Ⅲ)净化的主要作用为沉淀作用,吸附作用次之。黄土性土壤中Cr(Ⅲ)被吸附或发生沉淀的pH范围为5.68-8.73;随着黄土性土壤中Cr(Ⅲ)浓度的增加,pH的下降,土壤平衡液中Cr(Ⅵ)的浓度有增加的趋势,但其转化率很低,一般小于1.9%。

黄土性土壤对Cr(Ⅵ)的净化作用及迁移规律研究

通过土柱淋滤试验,从动态角度研究了黄土性土壤对Cr( )的净化作用及迁移规律。研究结果表明:黄土性土壤对Cr( )是逐步地均匀地吸附的,直到吸附饱和。土壤对Cr( )净化吸附分为3个阶段:全吸附段、部分吸附段和吸附饱和段。受粘粒含量影响,黄土性土壤中Cr( )运移的速度不同,其顺序为粘化层<犁底层+老耕层<耕层<钙积层。在浓度一定的条件下,土层越厚,淋出液中Cr( )的零值延时越长,饱和吸附时间也越长。当淋入液Cr( )浓度为10.0mg/L时,对于黄土地区土层5.0m深度可作为对Cr( )的净化深度。当一定厚度的土壤层达到Cr( )吸附饱和状态时,如果持续增加污水淋入量,则Cr( )在土层内达到吸附饱和的界限下移。

黄土性土壤对铬砷的吸附量及其吸附形态

采用室内实验方法研究了黄土性土壤对Cr和As的吸附特性及Cr和As在土壤中的吸附和迁移形态。结果表明:(1)随着加入Cr、As质量浓度的增大,黄土性土壤对Cr和As的吸附量逐渐增大,吸附率下降;在同一质量浓度下,黄土性土壤对As的吸附量明显大于对Cr的吸附量。黄土性土壤对Cr和As的吸附都符合Langmuir模型,利用Langmuir模型计算出黄土性土壤对Cr的最大吸附量为146.2μg?g-1,对As为510.8μg?g-1。(2)在平衡溶液pH值为3.0～7.0范围内,随pH增加,黄土性土壤对Cr和As的吸附量逐渐增加,吸附量在pH值为7.0时达最大,随后pH增大,吸附量明显下降。黄土性土壤中Cr被吸附的主要形态是HCrO4-,迁移形态是CrO42-;土壤中As的吸附形态主要为H2AsO4-,而迁移形态则为HAsO42-。

利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定黄土性土壤中多种元素的研究

[目的]探讨利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定黄土性土壤中多种元素的可行性。[方法]将标准物质和黄土性土壤进行一次湿法消解,使用ICP-MS同时测定样品中的多种大量和微量元素,计算标准物质中各元素的回收率和相对标准偏差确定方法的准确度和精密度以及黄土性土壤中各元素测定结果的精密度。[结果]ICP-MS法对于黄土性土壤中的多种大量和微量元素测定均具有良好的精密度。[结论]ICP-MS可用于黄土性土壤中多种大量和微量元素的同时测定。

不同形态氧化铁对黄土性土壤吸附铅的影响

针对土壤含氧化铁的普遍性以及氧化铁对土壤理化性质的重要影响,探求氧化铁对土壤吸附重金属离子的作用与影响。采用了化学选择性溶提技术,分别去除黄土性母质上发育的古土壤、淋溶褐土和黄褐土中不同形态的氧化铁,采用了等温吸附试验,并以Langmuir和Freundlich方程拟合参数为指标,分析去除不同形态氧化铁前后土壤对Pb^(2+)的吸附特征。结果表明:原土壤对Pb^(2+)的吸附曲线逐渐递增,并无明显阶段特征,且更符合Freundlich方程;而去除不同形态氧化铁后的3类土壤对Pb^(2+)的吸附曲线均为L型,阶段特征显著,更加符合Langmuir方程,且土壤对Pb^(2+)的亲和力(KL)成倍增加;去除络合态铁和无定形氧化铁后,土壤对Pb^(2+)的最大吸附量均有不同程度增加,其中去除无定形氧化铁之后,古土壤对Pb^(2+)的最大吸附量增幅最大,增加了14.71 mg·g-1;去除游离态氧化铁后古土壤、淋溶褐土对Pb^(2+)的吸附量分别下降了5.95、3.10 mg·g-1,黄褐土对Pb^(2+)的吸附量则增加了2.98 mg·g-1。土壤中氧化铁对Pb^(2+)吸附能力与吸附容量的影响不完全依赖于氧化铁的含量,在很大程度上依赖于土壤中氧化铁的形态。对于不同氧化铁形态的土壤采用相应的化学溶提技术,能够获得具有较高吸附性能的粘土矿物环境材料。

黄腐酸对黄土性土壤磷吸附解吸动力学性质的影响

采用连续液流法研究了黄腐酸处理对5种黄土性土壤H2PO4^-吸附、解吸动力学性质及有效性的影响。结果表明：(1)黄腐酸处理对H2PO4^-吸附、解吸动力学模型的拟合性无影响，但能使H2PO4^-的吸附速度及吸附量分别降低16．7％～66．7％及15．3％～65．4％，解吸速度及解吸量分别增加14．3％～94.4％及10．8％～81.4％.