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1.
土壤中流失的磷进入水体容易引起富营养化污染。目前对于铁矿物胶体结合态磷在土壤孔隙介质中的稳定性和迁移能力的认识还存在不足。本研究采用吸附试验,考察水铁矿对磷的吸附特征以及pH、离子强度和胡敏酸对磷在液相、水铁矿胶体和水铁矿固体上分布的影响;通过DLVO理论,预测水铁矿胶体结合态磷的稳定性和迁移能力。结果表明,假二级动力学模型(R~2=0.964)更适合用于描述磷在水铁矿上的吸附过程,磷在水铁矿上的吸附受液膜扩散、内部扩散和化学吸附等过程控制。Freundlich模型(R2=0.970)对等温吸附的拟合效果好,说明水铁矿对磷的吸附为多层吸附过程。从Langmuir模型参数可知,水铁矿对磷的最大理论吸附量为22.55mg·g~(-1)。水铁矿对磷的吸附能力随pH的升高而降低,随离子强度的升高而升高。然而,低离子强度和高pH有利于反应体系中水铁矿胶体的释放。无论胡敏酸是否存在,在碱性且离子强度不高(1～10mmol·L~(-1))的条件下,有约5%～20%的磷会与水铁矿胶体结合,且这些磷-水铁矿胶体之间的静电斥力较大。根据DLVO理论计算可知,这些带负电荷的胶体之间稳定性较好,在土壤中有一定迁移能力。在实际农业活动中,磷肥的过量施用可能会使大量的磷酸根离子吸附在铁矿物上,促进土壤孔隙水中形成稳定的、带负电的铁矿物胶体,这种磷-铁矿物复合胶体的迁移很可能成为磷迁移的另一种形式。本研究结果可为胶体促进下磷淋失风险评估提供理论和数据支撑。 相似文献
2.
磷-铅-柠檬酸在红壤胶体上相互作用机理初探 总被引：2，自引：0，他引：2
以红壤胶体为对象,通过等温平衡试验,研究了柠檬酸对红壤胶体吸附磷的影响,以及吸附磷和柠檬酸后弃去上清液(次级吸附)和保留上清液(共吸附)两种方式对红壤胶体固定铅的影响。结果表明,柠檬酸对红壤胶体磷吸附产生抑制作用,且随着柠檬酸浓度增加而抑制作用增强;用Langmuir方程拟合时,红壤胶体对磷的吸附反应常数K、最大吸附量X m均随柠檬酸初始浓度增加而降低。吸附磷和柠檬酸后,两种处理方式对铅的固定量影响有明显差异,总体上,次级吸附试验中铅的固定量低于共吸附;且两种方式中铅的固定量均随磷初始浓度及磷吸附量的增加而增加,随柠檬酸浓度升高而降低。共吸附中铅固定量在柠檬酸初始浓度为0.1 mmol L-1和磷初始浓度小于0.4 mmol L-1时达到较高值,说明在此浓度下磷和柠檬酸的共同存在促进了红壤胶体对铅的固定。 相似文献
3.
pH、离子强度和介电常数对低分子量有机酸在红壤中吸附行为的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
通过一次平衡法考察了pH、离子强度和溶剂介电常数对红壤吸附低分子量有机酸的影响。研究结果表明,随着溶液pH值的升高有机酸的吸附量降低,其中草酸和酒石酸的吸附量在pH 3.5 ~ 5.0范围内随着pH值的升高而急剧下降,之后缓慢下降（pH 5.0 ~ 7.0）。柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附量在1 ~ 2 mmol/L初始浓度范围内随着离子强度的增加没有明显变化,但在2 ~ 20 mmol/L初始浓度范围内却随着离子强度的增加而增加。红壤对草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附量均随着溶剂介电常数的减小而增加。当溶剂中含6% 的乙醇时,草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附量分别是对照（不含乙醇）的1.05、1.05、1.11和1.31倍。 相似文献
4.
支持电解质浓度对磷酸根在可变电荷土壤表面吸附和解吸的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
研究了离子强度对2种可变电荷土壤中磷酸根吸附和解吸的影响。结果表明,当pH分别大于3.7和4.0时,红壤和砖红壤对磷酸根的吸附量随离子强度的增加而增加;当pH分别小于3.7和4.0时,红壤和砖红壤对磷酸根的吸附量随离子强度呈相反的变化趋势。电解质主要通过改变离子专性吸附面上的电位来影响磷酸根的吸附。Zeta电位的测定结果表明,当pH大于土壤胶体的等电点(IEP)时,吸附面上电位为负值,且随离子强度增加数值减小,对磷酸根的排斥力减小,土壤表面对磷酸根的吸附量增加;当pH小于IEP时,吸附面上的电位为正值,它随离子强度增加而减小,不利于磷酸根的吸附。解吸实验的结果表明,吸附于可变电荷土壤表面的磷酸根在去离子水中的解吸量高于0.1 mol L-1NaNO3体系中的解吸量。这同样由于电解质浓度对土壤表面吸附面上的电位的影响所致。 相似文献
5.
采用平衡批处理法,研究了模拟根系分泌物——酒石酸溶液的浓度(0~80 mmol L-1)、pH(2.5~7.0)对酸性磷酸酶在针铁矿、高岭石及黄棕壤和砖红壤胶体(<2μm)上的吸附及比活性影响。结果表明,当酒石酸浓度由0 mmol L-1(作为对照)升高至80 mmol L-1时,酸性磷酸酶在供试土壤胶体和矿物表面的吸附量先急剧降低(0~5mmol L-1之间),后逐渐达到平衡;以羟基化表面为主的针铁矿对酸性磷酸酶的吸附百分率受酒石酸浓度的影响最大,吸附百分率从对照的96.2%降至80 mmolL-1酒石酸浓度时的33.7%,其他以层状铝硅酸盐矿物为主的供试土壤胶体和高岭石则受影响较小,吸附百分率从对照的76.3%~60.6%降至80 mmol L-1酒石酸浓度时的56.2%~41.6%。酸性磷酸酶在酒石酸体系中的最大吸附pH点均在该酶的等电点酸侧,这可能与酒石酸对矿物表面的电荷性质改变有关;酒石酸体系中,针铁矿上酸性磷酸酶的比活性远高于其它供试土壤胶体,该酶的最适比活性点随胶体类型的不同而无变化或有所高移。 相似文献
6.
Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在红壤胶体和非胶体颗粒上吸附的比较 总被引：1，自引：0，他引：1
研究了湖南长沙和海南昆仑的2种红壤胶体和非胶体的矿物组成、阳离子交换量(CEC)及Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在土壤胶体和非胶体颗粒表面的吸附行为,以明确红壤胶体对土壤表面化学性质的贡献。X射线衍射分析结果表明,两种红壤胶体的矿物组成均以次生矿物为主,次生矿物又以1∶1型高岭石所占比例最高。土壤非胶体颗粒中石英等原生矿物含量较高。土壤铁铝氧化物主要富集在土壤胶体部分,土壤胶体颗粒中游离氧化铁和游离氧化铝含量明显高于非胶体颗粒,如湖南长沙红壤胶体颗粒游离氧化铁的含量为78.03 g kg~(-1),而非胶体颗粒中仅为9.93 g kg~(-1)。土壤胶体颗粒的CEC显著高于非胶体颗粒部分,2种红壤胶体的CEC约为非胶体的12倍。等温吸附实验结果表明,土壤胶体颗粒对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)与Cd(Ⅱ)的最大吸附量和吸附亲和力均显著大于非胶体颗粒,湖南红壤胶体对3种重金属的吸附量大于海南红壤胶体,与土壤胶体的矿物组成和CEC大小一致。Cd(Ⅱ)在红壤胶体和非胶体颗粒表面主要发生静电吸附,而静电吸附和非静电吸附两种机制均对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附有重要贡献。 相似文献
7.
孔隙空间对聚苯乙烯胶体滞留与释放的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为加深孔隙空间对胶体运移影响的认识,在不同pH与离子强度下,研究了胶体在经酸洗或水洗后的玻璃珠或石英砂中的迁移行为。结果表明:粒径相同的玻璃珠与石英砂(0.45~0.60mm)相比,形状一致的玻璃珠形成的孔隙空间(孔隙率0.38)小于石英砂(0.45)。酸洗与水洗后的玻璃珠表面成分变化不大(0~0.6%),经酸洗的介质后能提供更多有利吸附位点。在高pH(10)环境下,石英砂经酸洗或水洗后,胶体滞留量增大(72.1%和69.2%)。提高溶液pH到10后出现的胶体吸附增加,是颗粒接触点、非流动区或低流速区和涡流区滞留等孔隙空间滞留机制引起的,用DLVO理论无法解释。在离子强度为0.001mol/L或0.05mol/L环境下,酸洗石英砂中胶体滞留量比酸洗玻璃珠的分别高16.3%和28.0%,表明介质孔隙空间增大可加强颗粒接触点、非流动区或低流速区和涡流区滞留,然而优先流能够削弱孔隙空间滞留机制对胶体的滞留。此外,超纯水解吸时仅使少量胶体(3.9%)从玻璃珠与石英砂介质的孔隙涡流区中解吸出来,表明涡流区对胶体的保留不是胶体滞留在介质中的主要机制。 相似文献
8.
五氯酚在酸性土壤表面的吸附-解吸特征研究 总被引：16，自引：5，他引：16
本实验研究五氯酚在江西红壤和南京黄棕壤表面的吸附-解吸特征,结果表明:Freundlich和Langmuir等温吸附方程均能较好地描述PCP在两种土壤表面的吸附,且黄棕壤表面的最大吸附量大于红壤。用动力学方程对PCP在红壤中的吸附过程进行拟合,Elovich方程、双常数方程和一级动力学方程均得到较好的结果,其相关系数(R2)在0.96 ~ 0.99之间,达到极显著水平。Elovich方程反映出PCP在土壤表面吸附的能量非均质分布;而抛物线扩散方程不能描述PCP的吸附过程,其相关系数0.46 ~ 0.48。PCP在土壤中的解吸率与有机质含量和pH值相关,随有机质含量增加,PCP解吸率降低,即黄棕壤表土<黄棕壤底土,红壤表土<红壤底土;随模拟酸雨的pH值降低,土壤因对PCP的吸附能力增加,其解吸率降低。 相似文献
9.
不同离子强度下SiO_2胶体对磺胺嘧啶土壤吸附迁移行为的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
通过室内批实验和土柱出流实验,以二氧化硅胶体作为外源胶体,定量分析了改变离子强度时胶体对磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SDZ)在土壤中吸附、迁移行为的影响。批实验结果表明,离子强度为0.001、0.003 mol L-1时胶体的加入能够抑制SDZ的吸附,而0.005、0.010 mol L-1时胶体的加入对SDZ吸附的影响与SDZ初始浓度有关。Freundlich模型能较好地拟合SDZ在土壤中的吸附情况,R2在0.958~0.997范围内。土柱实验结果表明,不加胶体时,高离子强度会促进SDZ在土壤中的迁移,SDZ在土柱中出流早,相对浓度峰值高且持续时间长;加胶体时,高离子强度下胶体出流量小,抑制SDZ在土壤中的迁移,SDZ的相对浓度峰值降低且更难洗脱,而低离子强度时胶体全部或部分出流,促进SDZ的迁移,SDZ出流早且相对浓度峰值高。总之,吸附迁移实验表明,低离子强度时,胶体的加入促进了SDZ的迁移抑制SDZ的吸附,高离子强度时则相反。该结果有助于全面理解土壤中磺胺类抗生素的运移,指导磺胺类抗生素的风险评估及防治。 相似文献
10.
《土壤通报》2020,(1):99-104
以黑土胶体为研究对象,比较黑土胶体在不同浓度的四种盐基离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+体系中的zeta电位、颗粒凝聚动力学过程和平均凝聚速率,明确不同离子界面行为对黑土胶体zeta电位和凝聚过程的影响。研究发现土壤胶体较高的颗粒密度(0.61 g L-1)更有利于获得稳定的zeta电位值;二价阳离子与一价离子相比,因其有更强的压缩双电层能力而引起zeta电位的降低和较强的土壤胶体凝聚过程;同价离子对zeta电位和土壤胶体聚沉影响的差异表现为离子浓度同为200 mmol L-1时,黑土胶体在K+体系中的凝聚速率是Na+体系中的7.65倍,离子浓度同为4 mmol L-1时,黑土胶体在Ca2+体系中的凝聚速率是Mg2+体系中的2.79倍。除了其自身体积的差异还与离子在表面强电场中的极化作用有关。不同盐离子受土壤表面附近电场的强烈影响,在土壤胶体表面固-液界面上被诱导极化,从而易引起胶体zeta电位的不同。该研究为表征土壤胶体表面性质及胶体凝聚过程和团聚体形成理论研究提供基础。 相似文献
11.
Huayong Wu Wenli Chen Xingmin Rong Peng Cai Ke Dai Qiaoyun Huang 《Journal of Soils and Sediments》2014,14(3):504-514
Purpose
Bacterial adhesion to soil particles is fundamentally important in mineral weathering, organic matter degradation, heavy metal transformation, and fate of pollutants. However, the adhesion mechanism between bacteria and soil colloids under continuous flow systems in the natural environments remains unknown.Materials and methods
The kinetics of Pseudomonas putida cellular adsorption and desorption on Red soil colloid films under controlled flow systems were examined using in situ attenuated total reflectance-Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy. Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek (DLVO) and non-DLVO interactions were employed to elucidate the cellular adsorption and desorption kinetics.Results and discussion
In situ ATR-FTIR spectroscopy can be used effectively to investigate the kinetics of bacterial adhesion to a soil colloid deposit. Surface proteins may be involved in the bacterial adhesion to soil colloids. The adsorption followed pseudo-first-order kinetic equation. High adsorption rate constant and great saturation coverage of adsorbed bacteria were found at high ionic strengths in dynamic systems.Conclusions
P. putida bacterial cellular adsorption on the soil colloid deposit was irreversible in a wide range of ionic strengths under controlled flow systems. The less reversible adhesion was probably attributed to the DLVO predicted deep secondary energy minima together with non-DLVO factors including polymer bridging, local charge heterogeneities, surface roughness, and Lewis acid–base interactions. 相似文献12.
用平衡法研究了有机酸对土壤胶体吸附 解吸Cd2 的影响。结果表明 ,黄棕壤、红壤、砖红壤胶体Cd2 最大吸附容量 (Qm)分别为 4 3 7、16 8、1 5 8mmolkg-1。在加入Cd2 浓度相同的条件下 ,土壤胶体Cd2 吸附量随有机酸浓度的升高呈峰形曲线变化。当有机酸与Cd2 共存时 (竞争吸附 ) ,低浓度的草酸 (小于0 5～ 2mmolL-1)或柠檬酸 (小于 0 0 2 5～ 0 2mmolL-1)提高Cd2 吸附量 ,高浓度的草酸或柠檬酸能降低Cd2 吸附量。吸附有机酸后的土壤胶体 (次级吸附 )对Cd2 次级吸附量的影响与竞争吸附一致 ,但两者的Cd2 吸附量变化幅度不一样。这是由于两种吸附体系液相中有机酸残留浓度不同所致。土壤胶体吸附态Cd2 的解吸结果表明 ,草酸浓度不仅影响Cd2 的总解吸量、总解吸率 ,还影响土壤胶体表面KNO3 解吸态与DTPA解吸态Cd2 的分配比例 相似文献
13.
The adsorption and binding of plasmid p34S DNA on four different colloidal fractions from a Brown soil and clay minerals in the presence of various Ca2+ concentrations, the ability of bound DNA to transform competent cells of CaCl2-treated Escherichia coli, and the resistance of bound DNA to degradation by DNase I were studied. DNA adsorption on soil colloids and clay minerals was promoted in the presence of Ca2+. Kaolinite exhibited the highest adsorption affinity for DNA among the examined soil colloids and clay minerals. In comparison with organo-mineral complexes (organic clays) and fine clays (<0.2 μm), DNA was tightly adsorbed by H2O2-treated clays (inorganic clays) and coarse clays (0.2-2 μm). The transformation efficiency of bound DNA increased with increasing concentrations of Ca2+ at which soil colloid or clay mineral-DNA complexes were formed. DNA bound by kaolinite showed the lowest transformation efficiency, and especially no transformants were observed with kaolinite-DNA complex prepared at 5-100 mM Ca2+. Compared to organic clays and fine clays, DNA bound on inorganic clays and coarse clays showed a lower capacity to transform E. coli at different Ca2+ concentrations. The presence of soil colloids and minerals provided protection to DNA against degradation by DNase I. Montmorillonite, organic clays and fine clays showed stronger protective effects for DNA than inorganic clays and coarse clays. The protection mechanisms as well as the differences in transforming efficiency of plasmid DNA molecules bound on various soil colloidal particles are discussed. The information obtained in this study is of fundamental significance for the understanding of the horizontal dissemination of recombinant DNA and the fate of extracellular DNA in soil environments. 相似文献
14.
A method is proposed which follows Darrah's experimental procedure and takes advantage of a mathematical solution provided by Carslaw & Jaeger to estimate the diffusion coefficients of adsorbed and non-adsorbed solutes in soil. The method requires only the values of the concentration of the solute at the input face of a uniform column of soil, Cs, and of the total amount, Qt, that has entered the soil after a specified time during which the surface of the block is in contact with a thin porous pad containing a known initial amount of solute, Q0, at concentration C0, expressed in the same units as Cs. In the Cs/C0 vs. Qt/Q0 space there is a unique relationship between the effective diffusion coefficient, De, of the solute in the soil and the contact conductance for this solute, h, between the pad and the soil surface. The proposed procedure is firstly to determine De, and h for a non-adsorbed solute in the experimental soil using the experimental values of Cs/C0 and Q/Q for that solute. This value of De, gives the diffusion impedance factor for the solute in the soil, f, which is assumed also to apply to adsorbed solutes. A first estimate of the effective diffusion coefficient of an adsorbed solute, 1Dea, is then made using f and the diffusion coefficient of the free solute in water, DL, obtained from the literature (i.e. 1Dea= DLf). Only if the solute is weakly adsorbed will the values of Cs/C0, and Qt/Q0 lie in Cs/C0, vs. Qt/Q0, space as defined by 1Dea and the contact conductance, h. Instead a second space relating Cs/C0 and Qt/Q0, is now constructed from nominated values of h and De, where De, is defined in terms of 1Dea, the adsorption coefficient, F , and the volumetric moisture content of the soil, θ. The position of the experimental values of Cs/C0, and Qt/Q0 within this new space defines h and the actual De, and F of the solute as it diffuses and is adsorbed in the soil. The advantages and limitations of the method are discussed. In particular, the method assumes that the adsorption process is linear and reversible. 相似文献
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恒电荷土壤胶体对Cu2+ 、Pb2+ 的静电吸附与专性吸附特征 总被引：23，自引：2，他引：23
供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附强度用pH50 值表示 ,其大小次序为 :土 >黄绵土、黑垆土 >黄褐土。离子强度实验和表面络合反应机制证明恒电荷土壤胶体对Cu2 、Pb2 的吸附含有专性吸附 ,n值可作为判断专性吸附与静电吸附比例的特征值 ,低pH值时 ,以水解 -络合吸附为主 ;高pH值时 ,以水解 -络合与沉淀吸附为主。静电吸附和专性吸附的比例与pH有关 ,各土壤胶体专性吸附百分数大小为 :黄褐土 >土 >黑垆土 >黄绵土。不同土壤胶体在同一介质中对Cu2 、Pb2 的固有络合常数logKintM 值及固有络合ΔG m 负值大小次序与吸附强度大小一致。在定pH定浓条件下 ,考虑离子之间的相互作用时 ,土壤胶体对重金属离子的吸附过程可用BDM等温式描述。供试土壤胶体对Cu2 、Pb2 专性吸附ΔG m 的大小与固有络合ΔG m 接近且大小次序也一致。 相似文献
16.
2,4-D 对铜在乌栅土胶体和红壤胶体上吸附的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
应用批平衡法研究了农药2,4-D对Cu在乌栅土胶体和红壤胶体上吸附的影响。结果表明,Cu在两种土壤胶体上的吸附等温线均符合Langmuir方程,Cu在乌栅土胶体上的吸附量较其在红壤胶体上的吸附量要高;在pH3.0～6.7范围内,两种土壤胶体对Cu的吸附量均随溶液pH的升高而升高。2,4-D增加了Cu在土壤胶体上的吸附,2,4-D的浓度越高,Cu的吸附量越大,这主要是由于2,4-D的存在显著增加了平衡液的pH,从而增加了土壤胶体表面所带负电荷量。 相似文献
17.
《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2012,43(9-10):1357-1366
Abstract Iron and aluminum oxides are widespread in tropical environments and increase soil's isoelectric point (IP). Anion adsorption modifies the IP and the surface charge of oxidic materials. This study evaluated IP changes on A‐ and B‐horizon samples of two Brazilian Oxisols upon reaction with acetate, citrate, oxalate, phosphate and sulfate (1 mmol L?1; soil–solution 1∶100; pH 5.5; ionic strength 30 mmol L?1 as NaCl). Most anions seemed to be specifically adsorbed, because the IP decreased after the reaction with the ligands. The IP of natural and of the acetate‐, citrate‐, oxalate‐, phosphate‐, and sulfate‐treated samples followed the order: Red Latosol‐A: 2.89,2.86, <2.50, 2.63, 2.79, 2.86; Red Latosol‐B: 5.92, 5.89, 2.79, 3.42, 3.36, 5.84; Red‐yellow Latosol‐A: 2.89, 2.79, <2.50, <2.50, 2.66, 2.89; and Red‐yellow Latosol‐B: 6.38, 6.29, 3.06, 4.36, 3.69, 6.15. The decrease in IP caused by citrate, oxalate, and Phosphate is relevant because this interferes with charge‐dependent soil reactions. 相似文献
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民勤绿洲盐生草生境土壤盐分特征及离子组成 总被引：2，自引：0，他引：2
对民勤绿洲盐生草周围不同距离范围内的总体盐分状况、盐分离子组成及离子之间的相关性进行了研究。结果表明,盐生草具有一定的聚盐作用,在其周围形成了一定的"盐岛"效应。在距盐生草0-60 cm范围内,土壤剖面中的土壤盐渍化程度随土层的加深而加重,土壤阴离子主要有Cl-和SO42-,阳离子主要有Na+和Ca2+,土壤盐分主要是氯化钠、氯化钙、硫酸钠和硫酸钙,其次是氯化镁和硫酸镁。其中在盐生草周围0-40 cm范围内,垂直剖面0-20 cm土层土壤全盐含量为0.98~1.52 g/kg,属于非盐渍化土壤,20-40 cm土层土壤全盐含量达到了2.25~2.30 g/kg,属于轻度盐渍化土壤,40-60 cm土层土壤全盐含量达到了3.10~3.16 g/kg,属中度盐渍化;在距盐生草60 cm处,垂直剖面0-40 cm土层土壤全盐含量为0.83~1.86 g/kg,属非盐渍化,40-60 cm土层土壤全盐含量达到了2.43 g/kg,属轻度盐渍化。除HCO3-外,土壤盐分含量与各盐分离子之间均呈极显著正相关。 相似文献