紫色土NH_4^+、NO_3^-的吸附-解吸特性研究

试验在25±1℃恒温条件下研究了紫色土NH4+、NO3-的吸附-解吸特征。结果表明,紫色土对NH4+、NO3-的等温吸附曲线与Freundlich模型相关性强,均达到极显著水平。在低浓度时,NH4+、NO3-的等温吸附线斜率较大;在高浓度时,等温吸附线趋于平缓;土壤吸附态NH4+、NO3-的解吸曲线与Freundlich方程拟合度高,达到极显著水平,而与Langmiur方程拟合较差;通过K吸附和K解吸值的大小比较,找出了土壤NO3-比NH4+更易于流失的根本原因。

鄱阳湖南矶山自然保护区沼泽湿地土壤对NH_4^+-N吸附能力的研究

湿地土壤能有效地对营养物质滤过截留,是氮素和磷素的储藏库,能减轻水体由于氮素和磷素过高而引起的富营养化,通过土壤样品的吸附试验,研究了位于鄱阳湖南部的南矶山自然保护区沼泽湿地土壤对NH+4-N的吸附能力。结果表明,供试土壤对NH+4-N的吸附符合Langmuir、Freundlich、Temkin方程,最大吸附量为222.22mg·kg-1土,吸附常数为0.5294,最大缓冲容量(MBC)为117.65mg·kg-1土。其较强的吸附能力,使它在稳定整个鄱阳湖生态系统中发挥巨大作用。另一方面,它储存的营养物质也将为湿地中生物群落所利用,对湿地生态系统的生产力影响突出。因此,加强保护湿地土壤对鄱阳湖生态系统的稳定非常重要。

天然沸石与几种改性沸石对NH_4^+吸附解吸特性的研究

采用室内分析的方法,研究天然沸石及改性沸石对NH4+的吸附解吸特性。结果表明,K-沸石、Ca-沸石、Mg-沸石和Ba-沸石对NH4+吸附量及解吸量均比天然沸石高,其中K-沸石最高,其它三者相近。H-沸石与天然沸石相比,在低浓度时比天然沸石的吸附(解吸)量高,但是在高浓度时吸附(解吸)量则降低。改性沸石与天然沸石相比,不仅提高了NH4+的吸附,同时还促进了NH4+的解吸,说明K-沸石、Ca-沸石、Mg-沸石和Ba-沸石,既具有较强的保氮能力,又具有较高的氮素供给能力。

洱海近岸菜地不同土壤发生层的NH4＋-N吸附解吸特征

采用等温吸附-解吸试验研究了洱海近岸菜地不同土壤发生层(耕作层A、犁底层P、潴育层W和潜育层G)NH_4^+-N的吸附解吸特征,并分析了吸附-解吸参数与土壤基本理化性质的关系,旨在为洱海近岸菜地不同土壤发生层氮素通过浅层地下水向洱海水体扩散通量的确定提供重要参数。结果表明:不同土壤发生层NH_4^+-N的等温吸附-解吸特征分别符合Langmuir模型和一元线性方程,而且不同土壤发生层NH_4^+-N的吸附-解吸过程具有不可逆性,解吸存在滞后性;不同土壤发生层NH_4^+-N的饱和吸附量(Q0)为435.597~982.757 mg·kg^(-1),NH_4^+-N平衡浓度(ENC0)为0.370~0.661 mg·L^(-1),解吸速率(K3)为0.281~0.729。土壤对NH_4^+-N的吸附能力为A层>P层>W层>G层,而解吸能力与此相反。土壤中粉粒、黏粒含量和砂粒级微团聚体与Q0、最大缓冲容量(MBC)、ENC0呈正相关关系,与K3呈负相关关系。Q0、MBC、ENC0与不同土壤发生层OM、TN和NH_4^+-N呈正相关关系,与总铁、总锰和pH呈负相关关系,而K3有相反的变化。

聚丙烯酰胺对H_2PO_4^-和HPO_4^(2-)在土壤中吸附-解吸特性的影响

采用批量平衡法研究聚丙烯酰胺(PAM)对两种形态磷(HPO2-4、H2PO-4)在土壤中吸附和解吸特性的影响,以明确PAM对输入土壤中肥料磷素的固持效果。结果表明:施入PAM土壤对磷的吸附动力学过程符合二级动力学方程(平均R2=0.998 4),包括快速反应和慢速平衡两个阶段。在低(20mg/kg)和高(100mg/kg)磷浓度条件下,原土或施入PAM处理土壤对HPO2-4、H2PO-4的吸附均可在反应进行12h时达到平衡,仅高浓度磷条件的H2PO-4处理需要24h达到吸附平衡。Langmuir模型可对等温吸附数据进行很好的拟合(平均R2=0.940 4)。相比原土对照处理,PAM处理可提高土壤对H2PO-4吸附,降低对HPO2-4的吸附,使得HPO2-4的最大吸附量和吸附强度降低,而H2PO-4的最大吸附量和吸附强度升高。PAM处理土壤对磷的解吸受施磷量影响不同,中低施磷条件(磷含量低于80mg/kg)下,NaCl和柠檬酸对PAM处理土壤中磷解吸率均低于原土对照,而在高施磷量条件下,NaCl和柠檬酸对PAM处理土壤中磷素的解吸率均高于原土对照,说明中低施磷条件下,施用PAM不利于土壤对H2PO-4和HPO2-4的释放。PAM施入土壤后,H2PO-4的解吸率(NaCl、柠檬酸)始终高于HPO2-4,说明H2PO-4较不易被土壤固定。

SO_4^(2-)和Cl^-对稻田土壤养分及其吸附解吸特性的影响

利用长期定位试验 ,比较了长期施用含SO2 - 4和Cl- 化肥 2 2年后稻田土壤的 pH值、养分状况及其吸附解吸特性。结果表明 ,长期施用含SO2 - 4化肥 ,土壤有机质、速效氮和速效钾的含量较高 ,但全量氮磷钾的含量较低 ;长期施用含Cl- 化肥 ,土壤全量氮磷钾和速效磷的含量较高 ,但pH值相对较低。长期施用含上述二种阴离子的化肥后 ,土壤对H2 PO- 4的最大吸附量均较大 ,且在Cl- 处理下土壤对H2 PO- 4吸附的结合能较大 ,而SO2 - 4处理下土壤在同等吸附量时对H2 PO- 4的解吸量相应较多。长期施用含SO2 - 4的化肥亦使土壤对钾素的供应强度较大 (ΔK0的绝对值较大 )、缓冲能力增强 (AR0值较高 ) ,而长期施用含Cl- 的化肥时则与SO2 -

两种典型湖南森林土壤SO_4^(2-)NO_3^-吸附及解吸的研究

采用现场采集土样及室内处理和分析方法,研究了2种典型湖南森林土壤对SO42-、NO3-的吸附及解吸规律。结果表明,红壤和黄红壤都具有相当强的SO42-和NO3-吸附能力,但其NO3-最大吸附量约为SO42-吸附量的39%～62%;表土SO42-解吸率远高于底土SO42-解吸率,且NO3-解吸率明显低于SO42-解吸率;土壤SO42-和NO3-的解吸率随着解吸液pH值的下降而下降;由于SO42-与NO3-的竞争,共同吸附试验中土壤对SO42-或NO3-的吸附量都小于单独吸附试验中的吸附量,共同解吸试验中解吸液明显增加了对SO42-的解吸率而降低了对NO3-的解吸率。

液固体系NH_4^+和PO_4^(3-)离子吸附反应的Gibbs自由能与化学势变

选用天然砩石和红壤作为吸附剂,NH4+和PO43-离子作为测试离子进行了水溶液体系平衡离子吸附试验。试验结果证明建立的Gibbs自由能变与化学势变方程可应用于描述阳离子与阴离子的吸附反应。反应体系Gibbs自由能变在所有检测的点上均为负值,说明在本试验条件下测试的吸附反应为自发反应。吸附反应化学势变具有极限的特性为确定吸附容量p值提供了有效的方法,由本试验确定的天然砩石吸附NH4+离子和红壤吸附PO43-离子的p值分别为2.75和2.20 mg/g。

13X沸石分子筛对饮用水中NH_4^+-N吸附性能的实验研究

研究了 13X沸石分子筛对饮用水中低浓度NH+4 N的吸附性能 ,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH+4 N的吸附效果、沸石的再生效果及沸石对NH+4 N的吸附机理。实验表明用NaOH处理的沸石比未处理的沸石对NH+4 N的吸附效果要好。在 pH值为 6 5～ 7 5、吸附时间为 2 0min、吸附温度为 2 0～ 30℃的条件下 ,沸石对NH+4 N的吸附率接近 10 0 % ,沸石对NH+4 N的吸附量可达 16 32mg/g。用直接焙烧法进行再生活化处理后的沸石对NH+4 N的吸附率仍接近 10 0 % ,沸石对NH+4 N的吸附机理是以离子交换吸附作用为主。 13X沸石吸附NH+4 N的过程符合Langmuir吸附等温模式。实验证明 ,利用 13X沸石净化含低浓度NH+4 N的饮用水具有良好的工业化应用前景。

^(35)S标记法研究土壤中SO_4^(2-)的吸附-解吸行为

本文比较了~35S同位素标记法和两种常规化学分析、一种电化学分析法测定环境样品中SO_4~2-的优劣.用本法和BaCrO_4分光光度法研究土壤对SO_4~2-的吸附-解吸特征,表明两者测定结果接近,且所得规律一致.酸雨研究中,在样品数量多、SO_4~2-分析任务重且仪器、设备条件具备时,本法为便捷、准确、较理想的SO_4~2-测定技术.

可变电荷土壤对SO_4^(2-)的吸附和解吸与pH的关系

本工作选用了6个可变电荷土壤原土标卒,加入不同量的SO_4^(2-)后测定其在不同pH时对SO_4^(2-)的吸附量或释放量,发现SO_4^(2-)吸附量随SO_4^(2-)加入量增加而增加,随pH升高而减少。除砖红壤外,其余土壤在加入不同量SO_4^(2-)时的SO_4^(2-)吸附量与pH的关系曲线有最终汇集于某pH的趋势。根据恒定pH条件下SO_4^(2-)加入量和吸附量之间的直线关系,方程的斜率反映土壤对SO_4^(2-)亲和力的强弱,发现各土壤对SO_4^(2-)的亲和力有显著差异,且均随pH升高而减弱。反应土壤库(RSP)的值可用来作为衡量土壤活性SO_4^(2-)或有效SO_4^(2-)的一个尺度。除砖红壤外,其余各土的RSP值随pH升高而增加。

微生物和沸石处理池塘底泥对NH_4^+吸附与解吸的研究

取天津市西青区小南河村和东丽区永和村池塘底泥风干后,采用微生物、沸石处理,进行了底泥对NH_4^+吸附与解吸试验。结果表明,底泥对NH_4^+的吸附过程符合Langmir方程,不同处理对底泥吸NH_4^+影响不同,对照底泥对NH_4^+的最大吸附量在300mg·kg^(-1)左右,沸石处理的底泥最大吸NH_4^+在400 mg·kg^(-1)左右,微生物处理底泥最大吸NH_4^+可达616.67 mg·kg^(-1),且微生物处理底泥对NH_4^+的吸附平衡常数最大,解吸量最低,沸石吸附平衡常数和解吸量次之,对照最低。

炭化玉米秸秆对土壤NH_4^+吸附解吸特性的研究

本文选用三种不同处理的玉米秸秆:不做处理、腐熟、炭化秸秆,做为吸附剂,将其对NH4+的吸附解吸特性做以研究。结果为:三种不同处理的玉米秸秆对NH4+的吸附效果表现为炭化玉米秸秆处理最好,其次是只施NPK处理、腐熟玉米秸秆处理、未做处理的玉米秸秆,且随着吸附平衡浓度的增加各自的吸附量也增加,并呈现良好的相关性。

改性沸石对NH_4^+吸附和解吸动力学的影响

通过室内分析方法研究了改性沸石对NH4+的吸附及解吸动力学影响。结果表明,改性沸石对NH4+的吸附和解吸动力学符合一级动力学方程、修正的Freundlich方程、抛物线扩散模型和异分子扩散模型,相关系数为0.940～0.998;改性沸石对NH4+吸附量及解吸量均比天然沸石高;天然和改性沸石的NH4+解吸速率均很快,在60 min内即解吸完全。

两种湖南红壤对SO_4^(2-)的吸附—解吸性能

为探讨湖南红壤不同土层对SO42-的吸附性能和不同pH值酸雨对土壤SO42-解吸的影响,在实验室条件下,将不同浓度(NH4)2SO4溶液和不同pH值溶液连续浸泡湖南长沙和郴州2种红壤.结果表明:2种红壤对SO42-的吸附能力较强,并且在0～20cm层加入液SO42-浓度较低时,土壤SO42-吸附量随着土壤深度的增加而增加.不同pH值的解吸液对同一土层SO42-的解吸率随pH值的下降而降低;同时,同一pH值的解吸液对SO42-的解吸率随土壤深度的增加而减小.当解吸液pH值低于土壤pH值时,解吸液酸度对长沙土壤SO42-解吸率的影响比对郴州土壤SO42-解吸率的影响更显著;长沙土壤吸附SO42-的能力比郴州土壤强,并且前者吸附的SO42-比后者吸附的SO42-更难解吸下来,因此长沙土壤比郴州土壤具有更强的固定SO42-能力.

元宝枫籽壳生物质炭性质及对NH_4^+-N吸附性能研究

为解决近年来元宝枫产业化产生的大量果壳废弃物,以元宝枫籽壳为原料,研究了不同炭化温度下粉末炭的得率、元素组成、微观结构、NH_4^+-N吸附能力。结果显示,随着烧制温度增加,生物质炭的得率减少,炭中碳含量逐渐增加,C/N比值升高;400℃温度下烧制的生物质炭孔槽结构密集,500℃热解的生物质炭表面褶皱丰富;400℃下烧制的元宝枫籽壳生物质炭对NH_4^+-N吸附能力最高,吸附值最高达到0.188 mg·g^(-1)。元宝枫籽壳生物质炭的开发可为农林废弃生物质的资源化利用提供重要的理论与实践指导。

孔隙水中NH_4^+和HPO_4^(2-)浓度异常:一种潜在的天然气水合物地球化学勘查新指标

在海洋天然气水合物的勘查与研究中地球化学方法发挥了重大作用。利用海洋沉积物孔隙水中各种离子含量和同位素异常可以有效示踪天然气水合物的存在, 其中Cl-浓度异常、SO42-浓度梯度和氧同位素组成异常已成为指示天然气水合物存在的灵敏示踪剂。通过对比有和没有天然气水合物存在的海域浅表层沉积物中孔隙水的NH4+和HPO42-含量, 发现有天然气水合物区的孔隙水中NH4+和HPO42-浓度明显偏高, 且存在与SO42-类似的浓度梯度曲线, 认为孔隙水中NH4+和HPO42-浓度异常有可能成为一种新的地球化学示踪剂, 指示天然气水合物的存在; 探讨了引起孔隙水中NH +和HPO 2-浓度异常的可能机理及精确测定这些离子含量的方法。

酸雨中SO_4^(2-)、NO_3^-、Ca^(2+)、NH_4^+对红壤中重金属的影响

在实验室条件下连续浸泡污染红壤和黄红壤,研究模拟酸雨中阴离子、阳离子浓度对土壤中重金属解吸行为和化学形态分布的影响.结果表明,酸雨加速了土壤酸化,重金属活性增强.增加模拟酸雨中SO42-、NO3-或Ca2+、NH4+浓度对Cd、Zn解吸行为均产生明显促进作用,但对Cu影响不明显.增加模拟酸雨中SO42-、NO3-浓度,红壤和黄红壤交换态Cd、Zn百分率明显降低,交换态Cr百分率明显增加,交换态Cu百分率稍有提高,交换态Pb百分率变化不明显;增加模拟酸雨中Ca2+、NH4+浓度,红壤和黄红壤交换态Cd、Cu、Zn百分率明显降低,交换态Cr和活性形态Pb明显增加,但Cu的化学形态分布主要受模拟酸雨pH值的影响.

利用13X沸石分子筛净化含NH_4^+-N废水的实验研究

研究了13X沸石分子筛在静态和动态条件下对中低浓度含NH4+-N废水的吸附性能,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH4+-N的吸附效果和沸石的再生等。静态实验结果表明,pH值为6.5~7.5,吸附时间35 min,吸附温度20~30℃的条件下,沸石对50 mL NH4+-N初始浓度(C0)为80 mg/L的废水吸附效果最佳,吸附过程符合Langm uir型吸附等温式,饱和吸附量为8.61 mg/g。动态条件下,随水力停留时间增加,沸石对NH4+-N的吸附量上升,最大饱和吸附量可达24.20 mg/g,吸附过程符合Thom as吸附模型。直接焙烧法对吸附后的沸石进行再生活化处理效果良好。实验证明,利用13X沸石净化中低浓度含NH4+-N废水具有良好的工业化应用前景。

白浆土NH_4^+吸附特征的影响因素

为探究白浆土对氮素的吸附规律及其影响因素,有效指导白浆土氮肥的科学施用,本研究采用平衡吸附法,研究了温度、有机质含量、振荡时间和离子强度等因素对白浆土吸附NH4+的影响,结果表明:(1)随初始NH+4浓度(0~1 000 mg/L)的增加,白浆土对其吸附量也增加,当NH+4浓度≥600 mg/L时,吸附渐趋饱和,温度升高(293~313 K)有利于该吸附反应的进行,表观热力学参数(ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0)的变化表明,NH+4在白浆土表面的吸附是自发、吸热且混乱度增加的过程。(2)剖面层次所引起的有机质含量递减亦会对白浆土吸附NH+4的数量有所抑制。(3)振荡时间影响白浆土吸附NH+4的动力学过程,该过程可分为起始的快速反应阶段及经过360 min后的慢速反应阶段,所选用的4个动力学方程均能较好拟合这一动态过程。应用过渡态理论所计算的活化热力学参数(ΔG≠>0,ΔH≠>0,ΔS≠<0)表明,NH+4在白浆土上的动力学吸附过程是耗能且体系有序度增高的过程。(4)共存Na+在其不同浓度范围内对白浆土吸附NH+4的影响机制各有不同,当Na+≥0.4 mol/L时,提升其浓度有利于NH+4在白浆土上的吸附。综上所述,在较高土壤养分含量条件下,后移施用氮肥则更有利于其利用率的提升。