模拟酸雨作用下红壤中Cu^(2+)的释放动力学

利用土柱研究了模拟酸雨淋溶下红壤中铜离子的释放动力学 .结果表明 :铜离子的累积释放量随时间的延长迅速增加 ,2 4h后基本达到平衡 ,48h后铜离子的释放明显受酸雨pH值的影响 ,pH >3 5时铜离子的释放规律依然相同 ,但pH 2 5时释放量却再次增加 .该过程可分为快速释放阶段和准平衡阶段 ,可用修正的Elovich方程和双常数速率方程来描述 。

模拟酸雨对红壤中铬释放的影响研究

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨淋溶下4种红壤铬的释放特征与规律。结果表明:经过相当于9150和10650mm降水量的淋溶后,与对照(pH为5 6)相比,pH为4 5的酸雨使红壤铬的累积释放量提高4 03%～88 54%,pH为3 5的酸雨使其提高6 75%～308 42%;不同红壤铬的释放量随淋溶量的变化规律较为相似,总体上表现为释放量随淋溶量的增加而缓慢上升。酸雨对红壤铬释放的促进作用一方面是由于酸雨提高了Cr(OH)3的溶解度;另一方面是由于H+对Cr3+的竞争吸附作用、酸雨所导致的土壤溶液中离子强度增加及酸雨对土壤胶体(主要是铝和铁的氧化物及氢氧化物)的溶蚀作用而降低了Cr(Ⅲ)的吸附量。

模拟酸雨对阳离子在土体内迁移的影响

利用室内模拟酸雨的土柱实验,研究了在红壤表土施用钾肥后酸雨对不同土层交换性阳离子迁移的影响。结果表明,在不同土体深度,表土直接受酸沉降的淋溶,也是最容易发生酸化的土层,pH2.5酸雨淋溶后,表土pH值下降到3.5～4.2,这是铝的缓冲范围,且土壤交换性H+和Al3+含量的增加显示出土壤对酸沉降的缓冲效率和缓冲能力的急剧减弱;pH4.5酸雨淋溶后,A和B层土壤pH值上升了0.3～0.5,其机理与SO2-4的专性吸附释放OH-有关;表土施用钾肥后,K+交换土壤表面的H+和Al3+,引起土壤交换性H+和Al3+向下迁移;不同pH值的酸性降雨引起土壤中交换性阳离子向下迁移和淋失的程度也有明显的差异,pH2.5酸雨淋溶后土壤溶液中钾的含量高于pH4.5酸雨淋溶的,但交换性钾含量低于后者;pH2.5和pH4.5酸雨淋溶后交换性钙的淋失量分别占原土的50%～70%和20%～40%,这表明酸雨淋洗会导致养分库的损耗,造成土壤养分贫瘠。

模拟酸雨对土壤重金属镉形态转化的影响

在模拟酸雨作用下,研究了酸雨对不同Cd污染程度下土壤重金属Cd释放和形态分布、转化规律的影响。结果表明,模拟酸雨浸泡土壤后,土壤pH值高于酸雨浸泡前的土壤pH值和模拟酸雨的pH值,表明土壤表面存在质子的消耗,这可能与硫酸根的专性吸附释放羟基和矿物表面的质子化有关。酸雨浸泡土壤能增加土壤活性态Cd的含量,酸雨酸度越大,土壤Cd含量越高,Cd的活化能力越大。当昆山土壤pH值平均由7.20下降到6.42时,Cd的活化率增加了0.34%～3.29%,因此,在昆山土壤酸化严重的背景下,其土壤重金属Cd的活化趋势明显,由重金属Cd释放而对人类和生物造成的风险较大。

红壤中铝、锰和铁在酸雨作用下的释放特征

酸雨作用下红壤中Al、Mn和Fe的释放大多具有阶段性特征,旦土壤不同,其阶段性特征存在明显的差异。多数情况下同一土壤中Al和Fe的阶段性释放特征较为相似。3种元素累积释放量(Q)随淋溶量(H)的变化符合二次模型:Q=A+B1H+B2H2。经过9150～10650mm的酸雨淋溶以后,与对照(pH5.6)相比,pH4.5的酸雨使Al累积释放量增加8.16%～87.49%,Mn增加-4.29%～24.75%,Fe增加5.78%～86.03%;pH3.5的酸雨使Al累积释放量增加68.59%～158.60%,Mn增加26.11%～205.53%,Fe增加8.48%～138.88%。3种元素对酸雨的敏感性依次是:Al>Fe>Mn。其累积释放量在不同土壤之间表现出基本一致的特点:Al和Mn的释放量较为接近,且远远大于Fe的释放量。

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.

模拟酸雨条件下海泡石对污染红壤镉、铅淋溶的影响

采用填充土柱淋溶试验研究不同pH值模拟酸雨和海泡石添加量对重金属污染红壤Cd、Pb淋溶的影响。结果表明,Cd在酸雨pH值较低时累积淋溶量较大,Pb的累积淋溶量随酸雨pH值的降低逐渐增加,pH值为3.5处理的Pb总累积淋溶量显著高于其他pH值处理(高出54.9%)。与对照相比,模拟酸雨pH值为3.5时,添加5g/kg和10g/kg海泡石处理Cd的总累积淋溶量明显增加(分别增加24.6%和26.3%),而Pb的总累积淋溶量分别显著降低34.7%和25.7%;酸雨pH值为4.5时,添加5g/kg和10g/kg海泡石处理降低了Cd的累积淋溶量(分别降低13.0%和1.4%),而Pb的淋溶量随海泡石添加量的增加而降低,10g/kg海泡石处理的Pb总累积淋溶量显著下降17.6%;pH值为5.5和6.5时,海泡石处理Cd累积淋溶量均有所下降,而对Pb的淋溶无显著降低效果。酸雨酸性强度的增大增加了Cd、Pb的淋溶风险,且Pb比Cd敏感。添加海泡石可有效减少酸雨对土壤中Pb的淋溶,但其对Cd淋溶的影响受酸雨酸性强度的影响。

酸雨对旱地红壤磷素释放的影响研究

为了探明酸雨对红壤磷素释放的诱导效应 ,采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法 ,研究了酸雨作用下旱地红壤磷素释放的特征与规律 .结果表明 ,从长期的淋溶效果来看 ,酸雨可促进红壤磷的释放 ,且酸雨pH值越低 ,磷累积释放量越大 ;磷释放的动态变化在不同土壤之间存在一定的差异 .红壤磷素的释放强度主要取决于土壤有效磷含量 ,而与阳离子交换量关系不大 .磷释放量与钙释放量相关性很弱 ,与铝释放量呈较强的正相关性 ,与铁释放量呈显著的正相关性 .酸雨对红壤磷释放的促进作用主要是由于酸雨对铁铝化合物尤其是铁化合物的溶蚀作用所至 .

模拟酸雨对不同土层酸度和K^+淋失规律的影响

在江西表土施用KCl肥料后 ,用室内模拟酸雨的土柱实验 ,研究酸雨对不同土层酸度及K+淋失的影响 .其结果表明 ,不同土层淋出液pH值的变化先下降后上升 ,但起始 pH值存在明显差异 ,pH2 5酸雨在A层和AB层淋溶的中后期又下降 ;淋出液电导变化有一个峰值 ,其出现在淋溶的起始阶段 ,表明土壤中养分迅速向下迁移 .K+的淋失与降雨的酸度有关 ,pH2 5酸雨会加速K+在土体内向下迁移 ,在A层土壤中K+的释放可分为 2个阶段 :快速释放过程和中速释放过程 ;至于 pH4 5酸雨淋溶下 。

模拟酸雨下Cd、Cu、Zn复合污染对土壤微生物量碳和酶活性的影响

在实验室内 ,研究了模拟酸雨下Cd、Cu、Zn复合污染对供试土壤中微生物量碳和酶活性的影响 .结果表明 ,污染土壤中微生物量碳和酶活性明显降低 ,脱氢酶活性几乎丧失 ,脲酶、酸性磷酸单脂酶、总磷酸酶和多酚氧化酶活性均明显降低到一较低水平 .污染土壤中微生物量碳和酶活性随重金属量增加而进一步降低 ,有效性Cd、Cu、Zn含量与土壤微生物量碳和酶活性之间呈显著性负相关 .图 2表 2参

模拟酸雨对施肥条件下赤红壤氮磷淋失特征的影响

通过土柱模拟淋洗试验,研究了施用等量有机复合肥条件下,不同酸度模拟酸雨对赤红壤氮磷淋失特征的影响。结果表明,铵态氮、硝态氮、无机氮和总氮淋失量均随酸雨pH值增大而下降;pH 2.0模拟酸雨和对照(pH 6.5)的无机氮和总氮淋失量差异不显著,但均显著高于pH 3.0、pH 4.0和pH 5.0酸雨;pH 5.0模拟酸雨无机氮和总氮淋失量均最低,表明强酸性酸雨和中性淋洗液均促进氮淋失,而酸度与土壤接近的酸雨减少氮淋失。与对照相比,模拟酸雨对DP淋失无显著影响,但显著降低PP和TP淋失;不同模拟酸雨各形态磷淋失量均无显著差异,表明酸雨对赤红壤磷淋失影响有限。酸雨对淋滤液氮磷浓度动态变化和氮磷累计淋失量动态变化等均无显著影响。

模拟酸雨胁迫对赤红壤磷素形态特征的影响

通过田间小区模拟酸雨实验,研究酸雨胁迫下赤红壤不同磷素形态变化的方向和程度。结果表明,原位模拟酸雨影响下,一定强度(pH≥4.0)的酸雨胁迫能有效促进有效磷的释放,而当pH<4.0强度酸雨胁迫时有效磷的释放随pH值降低逐渐受到抑制。随酸雨酸度的增强,土壤酸性磷酸酶和微生物量磷均呈现先升高后降低的变化趋势,可见一定强度酸雨胁迫能促进溶磷微生物和磷酸酶活性,而当高强度酸雨胁迫时土壤微生物活动逐渐受到抑制。无机磷组分中Al-P、Ca-P和Fe-P含量均随酸雨酸度的增强而降低,土壤O-P含量没有显著变化。相关分析发现,有效磷含量与微生物量磷、酸性磷酸酶呈极显著正相关,表明此时土壤有效磷变化与有机磷矿化关系最为密切。有效磷含量与各种形态无机磷(Al-P、O-P、Ca-P和Fe-P)含量之间也有较强的正相关性,表明土壤生态系统磷素转化是一个自我调节的动态平衡过程,且在一定条件下可以相互转化。

模拟酸雨对鹤山赤红壤风化过程的影响

对鹤山赤红壤进行模拟酸雨野外淋溶实验的结果表明,供试土壤对pH≥3.0的处理具有较强的缓冲能力,淋滤液pH在全过程中可保持pH≈6.0。土壤系统对K+、Na+极强的净吸收作用导致二者淋失浓度在处理的中、后期为负值,显著低于Ca2+及Mg2+。在pH≥3.5处理下,土壤次级缓冲体系可使盐基离子总淋失浓度维持在一定水平。铝仅在pH≤3.0处理时溶出,在淋滤液pH≈4.5时溶出明显,可能的缓冲机制来自土壤对SO24-的吸附、次生矿物风化缓冲作用等。硅的淋失在pH≤3.5处理下差异不大,说明矿物风化缓冲机制在处理的全过程中都起了作用。鹤山赤红壤尚处在SO24-吸附阶段,对酸沉降仍有一定的缓冲能力。

模拟酸雨对红壤铝形态的影响

用动态淋洗试验，研究了不同pH的模拟酸雨对红壤中铝形态和性质的影响．结果表明，酸雨淋洗引起红壤中盐基离子的淋失和土壤铝的溶出．随着酸雨溶液pH的降低，盐基淋矢量和铝溶出量增加．酸雨淋洗影响土壤铝形态的转化，使红壤中交换态铝上升，吸附态羟基铝有所下降．这说明在酸雨长期作用下，羟基铝溶解，并转化为交换态铝和引起铝的溶出，使铝进入环境，危害生态系统．

模拟酸雨对果园土壤主要形态酸变化的影响研究

采用室内淋溶的方法研究了模拟酸雨对果园土壤pH(H2O)、pH(KCl)、交换性酸(EA)、交换性铝(EAl)、可滴定酸度(BNC)等各形态酸的变化影响,并依据淋溶前后各形态酸的含量评价了土壤酸度的变化。试验结果表明:以土壤pH(H2O)值作为供试土壤酸化指标,pH≤4.5的模拟酸雨淋溶促进了土壤酸化,而pH≥5.5的酸雨淋溶缓冲了土壤的酸化;以土壤pH(KCl)值、交换性酸(EA)、交换性铝(EAl)或可滴定酸度(BNC)作为土壤酸化的指标,pH2.5的酸雨淋溶促进了土壤酸化,而pH≥3.5的淋溶处理缓冲了土壤的酸化,土壤酸度减弱。

模拟酸雨对红壤重金属元素释放的影响研究

经过9 15010 650 mm的模拟酸雨淋溶以后,与对照相比,pH4.5的酸雨使红壤Cr累积释放量增加4.02%-88.54%,Co增加-2.35%56.14%,Ni增加5.82%79.53%,Cu增加-3.45%82.23%,Cd增加4.87%83.14%,Pb增加10.64%99.19%;pH3.5的酸雨使Cr累积释放量增加6.72%308.42%,Co增加14.17%134.81%,Ni增加10.06%140.32%,Cu增加-3.11%258.89%,Cd增加8.44%630.84%,Pb增加17.02%483.15%。几种重金属元素释放对酸雨的敏感性依次是:Pb和Cd释放对酸雨较敏感,其次为Cr和Cu,而Ni和Co的释放对酸雨较不敏感。红壤中Cr,Co,Ni,Cu,Cd,Pb累积释放量差别较大,但不同土壤之间其分布表现出基本一致的特点,释放量大小依次是:Pb>Co>Ni>Cu>Cr>Cd。红壤中Cr,Co,Ni,Cu,Cd,Pb的累积释放量(Q)随淋溶量(H)的变化符合二次模型。

模拟酸雨作用下红壤中多环芳烃的释放及纵向迁移特征

以USEPA优先控制的16种多环芳烃为研究对象,通过酸雨的土柱淋溶试验模拟实际降水过程,分析了不同酸度的模拟酸雨淋溶后红壤中多环芳烃残留量的变化及不同性质多环芳烃在土柱中纵向迁移特征。研究结果表明:不同酸度模拟酸雨淋溶后红壤中多环芳烃残留量均较淋溶前减少,pH2.5酸雨淋溶后红壤中多环芳烃含量较淋溶前减小的幅度最大(52.08%),pH5.6酸雨淋溶后减小的幅度最小(21.55%);酸雨破坏土壤微结构,使土壤胶体分散,粘粒下移,与土壤粘粒结合在一起的多环芳烃也一起向下迁移,酸雨pH值越小,多环芳烃在土壤中的纵向迁移能力就越强;酸雨对土壤中不同性质多环芳烃的纵向迁移影响不同,对低环多环芳烃(环数≤4)的迁移影响较大,对高环多环芳烃(环数>4)影响较小,主要是由于不同性质多环芳烃在土壤中结合的物质不同而引起的。该研究结果为了解酸雨作用下多环芳烃在土壤介质中的稳定性及其对地下水潜在污染的风险评价提供理论依据。

模拟酸雨和镍复合污染红壤中莴笋的生长与抗氧化反应

采用盆栽实验,研究了在模拟酸雨、镍单一或复合污染的红壤中,莴笋的生长和叶片中抗氧化酶活性、活性氧和丙二醛含量的变化。结果表明,单一酸雨污染或酸雨与25 mg/kg镍的复合污染对植株生长无明显影响;酸雨增强了50-100 mg/kg镍对莴笋生长的抑制效应。复合污染下,酸雨为pH4.5时,莴笋叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）的总体活性较单一镍污染高,而酸雨为pH3.5时则两者活性降低。复合污染下,叶片过氧化物酶（POD）活性升高,抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性降低,且随酸雨pH降低,变化的幅度增大;同时,O2^＊ˉ的产生加快,H2O2和MDA含量升高,表明叶片组织遭受了氧化胁迫和膜脂过氧化损伤,这可能是复合污染下莴笋生长受阻的重要原因。

酸雨作用下红壤铅的释放特征与规律研究

采用人工模拟酸雨淋溶装置,研究了酸雨作用下红壤铅的释放特征与规律。结果表明,酸雨对铅释放的影响呈现一定的规律性,在淋溶前期,铅释放因土壤不同而表现出较大的差异,当淋溶到中期以后,供试红壤铅释放量均表现为随淋溶量的增加而上升。模拟酸雨对红壤中铅的释放产生明显影响,影响的程度因供试红壤不同而异。经过9150～10650mm模拟酸雨淋溶以后,与对照相比,pH4.5的酸雨使红壤铅累积释放量提高10.64%～99.19%,pH3.5的酸雨使其提高17.02%～483.15%。铅累积释放量与淋溶量的关系可用一元二次式来描述,供试红壤平均铅累积释放量(Q)随淋溶量(H)的变化为Q=-2.5335+0.0266H+6.8677×10-7H2。

模拟酸雨对主要酸性土壤中铝的溶出及形态的影响

本文研究了模拟酸雨对主要酸性土壤中铝的溶出及形态变化的影响。结果表明,模拟酸雨对土壤酸化的影响较小,但对土壤铝的溶出却影响明显,尤其在pH<4.0时;模拟酸雨对不同类型土壤的影响是不同的,其中以高度风化的酸性土壤较为敏感。模拟酸雨对土壤游离铝形态的影响是重要的,酸处理后,交换性铝略有增加,无定形活性铝增加较多,而有机络合态铝有减少的趋势。这表明在酸雨的长期作用下,铝终将转化为交换性铝和水溶性铝而进入环境并危害生态系统。