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1.
本文展示了一款可应用于土壤学领域研究的简易流动电位测量装置。为验证该装置的可行性,采用石英砂和包铁石英砂模拟土体所具有的多孔结构和表面电荷特征,基于流动电位法测量了石英砂在不同浓度（0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.0和5.0 mmol?L-1）NaCl溶液中的zeta电位和石英砂与包铁石英砂在不同pH（4.4、5.2、6.1、6.6、6.9、7.7和8.0）电解质溶液中的zeta电位。同时采用电泳法测量了石英砂胶体在不同pH电解质溶液的zeta电位以作比较。结果表明：在考虑表面电导时,流动电位法测得石英砂在不同浓度NaCl溶液中的zeta电位随溶液浓度的升高逐渐往正值方向移动。这是由于随着离子强度增加,石英砂的双电层厚度受到压缩,zeta电位的绝对值逐渐降低;相同离子强度下,随溶液pH升高,石英砂和包铁石英砂表面官能团发生去质子化作用,流动电位法测得石英砂和包铁石英砂的zeta电位均随pH升高而逐渐降低;由于电荷屏蔽作用,在带负电荷的石英砂表面包被带正电荷的氢氧化铁后,流动电位法测得包铁石英砂的等电点pH（IEP）介于石英砂和氢氧化铁的IEP。此外,流动电位法测得的石英砂颗粒在不同pH电解质溶液中的zeta电位与电泳法测得的石英砂胶体在不同pH电解质溶液中的zeta电位具有较好的一致性。可见采用自制流动电位装置所获结果均与理论预测及常规电泳法测定结果相符,准确度较高。自制流动电位装置结构简单、操作方便、加工制造容易。该装置可被土壤学领域的研究者借鉴参考,以望为土壤电化学研究工作做出贡献。 相似文献
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为方便准确地表征大颗粒包被物的带电特征,采用自制的流动电位测定装置测定了包铁石英砂的流动电位,并计算获得其ζ电位。结果表明,该装置能够准确测定包铁石英砂在不同液压差（ΔP）的流动电位（ΔE）,二者具有极好的直线相关性,因此能保证由ΔP与ΔE拟合得到的流动电位系数（C）的准确性。由C计算得到包铁石英砂的ζ电位能够很好地表征其表面电化学特征。在同一种电解质溶液中,包被物ζ电位的绝对值随着包被度的增加而减小。低离子强度下双电层厚度占毛管孔径的比例较大,因此采用流动电位测定包被物ζ电位时必须考虑表面电导的影响。随着离子强度的增加,包铁石英砂的表面双电层受到压缩而造成ζ电位的绝对值减小。采用流动电位法测得包铁石英砂的等电点为4.6。当溶液pH高于等电点时,包被物的ζ电位为负值,且随着pH升高,其ζ电位向负值方向位移。当溶液pH低于等电点时,包被物的ζ电位为正值,且其数值随着pH降低而增加。流动电位法测得的石英砂的ζ电位与传统电泳法测得的石英胶体的ζ电位之间呈极显著的正相关关系,说明流动电位法测定的ζ电位结果可靠。 相似文献
3.
《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
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可变电荷土壤中特殊化学现象及其微观机制的研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
综述了近年来可变电荷土壤化学研究的进展,着重总结了可变电荷土壤中的盐吸附、铁铝氧化物对土壤自然酸化的抑制作用和离子强度对离子专性吸附的影响等特殊化学现象及其微观机制的研究进展。用颗粒表面扩散层重叠导致有效电荷数量减小的原理解释了盐吸附现象和铁铝氧化物对土壤自然酸化的抑制作用。阐明了可变电荷土壤和矿物中介质离子强度影响离子专性吸附的机制,用四层吸附模型解释了离子专性吸附随离子强度增大而增加的现象,并根据胶体zeta电位随离子强度改变而变化的趋势进一步证明了离子强度增大使胶体专性吸附面上静电电位的绝对值减小,是离子专性吸附随离子强度增大而增加的主要原因。带电颗粒表面双电层结构和双电层相互作用的深入研究,有助于阐明可变电荷土壤中一些特殊化学现象的微观机理,从而进一步完善土壤化学理论。 相似文献
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为方便准确地表征大颗粒包被物的带电特征,采用自制的流动电位测定装置测定了包铁石英砂的流动电位,并计算获得其ζ电位。结果表明,该装置能够准确测定包铁石英砂在不同液压差(ΔP)的流动电位(ΔE),二者具有极好的直线相关性,因此能保证由ΔP与ΔE拟合得到的流动电位系数(C)的准确性。由C计算得到包铁石英砂的ζ电位能够很好地表征其表面电化学特征。在同一种电解质溶液中,包被物ζ电位的绝对值随着包被度的增加而减小。低离子强度下双电层厚度占毛管孔径的比例较大,因此采用流动电位测定包被物ζ电位时必须考虑表面电导的影响。随着离子强度的增加,包铁石英砂的表面双电层受到压缩而造成ζ电位的绝对值减小。采用流动电位法测得包铁石英砂的等电点为4.6。当溶液pH高于等电点时,包被物的ζ电位为负值,且随着pH升高,其ζ电位向负值方向位移。当溶液pH低于等电点时,包被物的ζ电位为正值,且其数值随着pH降低而增加。流动电位法测得的石英砂的ζ电位与传统电泳法测得的石英胶体的ζ电位之间呈极显著的正相关关系,说明流动电位法测定的ζ电位结果可靠。 相似文献
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双电层中的电位对研究土壤颗粒相互作用、土壤中营养元素的有效性等有着重要意义。本文建立了一种测定表面和Stern面电位的新方法,当考虑离子在强表面电场中的极化作用时,准确描述了Stern面电位;当考虑离子空间位阻与极化作用的耦合时,获得了颗粒的表面电位。结果发现:只有作为点电荷的H+(无空间位阻和极化作用)才能作为信号传输表征带电颗粒表面性质,测得的表面电位约为Stern面电位的5倍;从电位分布来看,Stern层中的电位服从线性下降,而扩散层中服从Boltzmann分布,且Stern层的下降速度远远大于扩散层中电位下降速度。 相似文献
7.
土壤胶体颗粒表面滑动层厚度是一个重要的物理参数。利用Gouy-Chapman理论推导得到单一电解质体系中滑动层厚度计算公式,测得三种紫色土胶体颗粒表面电位值和ζ电位值,通过计算得到滑动层厚度值。结果表明:(1)在2∶1型电解质体系中三种紫色土胶体表面电位和zeta电位绝对值均远低于1∶1型电解质体系,两种单一电解质体系下三种紫色土表面电位值随电解质浓度变化差异要远大于zeta电位值;(2)两种单一电解质体系下三种紫色土胶体滑动层均离双电层中Stern层较远,而与Gouy层靠近,并且在2∶1电解质体系中的滑动层厚度要远低于1∶1电解质体系;(3)三种紫色土胶体颗粒随着电解质浓度升高,其滑动厚度均变薄。不同表面电位土壤胶体颗粒,在电解质浓度较低时,它们的滑动层厚度差异显著;当电解质浓度较高时,它们的滑动层厚度之间差异不明显。 相似文献
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离子强度对三种可变电荷土壤表面电荷和Zeta电位的影响 总被引：3，自引：1，他引：3
本文用离子活度和反号离子在土壤胶体双电层扩散层滑动面的分布解释了可变电荷土壤表面电荷与胶体Zeta电位随着离子强度增加呈相反变化趋势的原因。当p H大于土壤的盐效应零点(PZSE)时,离子强度增加导致土壤胶体双电层紧密层阴离子含量增加,土壤表面负电荷量增加,双电层滑动面上的反号离子(阳离子)数量增加,使得土壤胶体Zeta电位向正值位移。相反,当p H小于土壤PZSE,随着离子强度增加,土壤表面正电荷量增加,此时的反号离子为阴离子,双电层滑动面上的反号离子(阴离子)数量增加,导致土壤胶体Zeta电位向负值方向位移。另外,由于土壤表面对K+的吸附亲和力强于Na+,因此在相同浓度下,土壤胶体双电层滑动面上K+浓度高于Na+,导致土壤胶体在KNO3溶液中的Zeta电位高于在Na NO3溶液中的,从另一方面印证了这一解释。 相似文献
9.
胶体颗粒表面双电层之间的相互作用研究进展 总被引：3，自引：1，他引：2
胶体体系中的许多现象都与胶体颗粒表面双电层的相互作用有关,本文分别从带相同电荷的胶体双电层相互作用和带相反电荷胶体颗粒表面双电层相互作用两个方面回顾了国内外的研究进展,其内容可为从事土壤化学和环境化学方面的研究人员提供参考. 相似文献
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有机质对三峡库区水体中土壤胶体颗粒凝聚影响机制研究 总被引：2，自引：0，他引：2
采用联合测定法和光散射技术分别研究了有机质对土壤颗粒表面电荷性质和水体中胶体颗粒凝聚过程的影响。结果表明:添加有机质能显著改变土壤表面电荷性质,使得土壤颗粒表面电荷数量降低6.8%,比表面积增加12.3%,使颗粒表面电荷密度减小,表面电位降低;进一步理论计算表明添加有机质降低了胶体颗粒间的静电排斥力,使得净引力增大,胶体颗粒更易发生凝聚。通过动态光散射分析水体中土壤胶体颗粒的凝聚特征,发现有机质去除前后的临界聚沉浓度(CCC)分别为91.6 mmol/L和139.3mmol/L,去除有机质土壤显著大于未去除有机质的土壤,相应浓度下的临界电位值计算结果均为-150mV左右,与颗粒间出现净引力的临界浓度值基本一致。有机质对水体中胶体颗粒凝聚特性的影响主要是通过改变颗粒表面性质使得颗粒间的相互作用发生变化而引起。 相似文献
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在不同渗透势的甘露醇溶液培养条件下研究了厚壳桂等对萝卜、黄瓜和白菜化感作用的影响试验结果表明,随渗透势的升高,萝卜幼苗根长和苗高逐渐降低,黄瓜幼苗受抑更明显,而白菜影响极小,未达显著水平。对厚壳桂、锥木和藜蒴的生化他感作用研究中分别以蒸馏水和相同渗透势的甘露醇溶液为对照,其结果化感作用程度普遍降低,有些还发生赁变(化感作用在显著与不显著间转换),故化感生物测定分析中应注意渗透势的影响,以保证结果正确性。 相似文献
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基于农用地分等成果的陕西周至县耕地粮食生产能力测算 总被引：12，自引：5，他引：7
为了充分利用农用地分等成果合理测算耕地产能,该文提出了基于农用地分等成果的耕地粮食生产能力体系,并对不同层次的生产潜力的测算方法进行了探讨,认为基于农用地分等成果的耕地粮食生产能力测算要充分利用农用地分等成果;耕地粮食生产能力体系包括自然生产潜力、利用生产潜力及现实生产能力3个方面;农用地分等的自然质量等级指数与利用等级指数本质上就是2个不同的生产潜力,分别代表了2种不同情况下潜在的单位面积产量。用分等单元的面积分别乘以该分等单元的自然质量等级指数和利用等级指数,可得到该分等单元相应的生产潜力。把全县所有分等单元的生产潜力相加就得到全县相应的生产潜力。通过理论分析及各种模型的实际模拟,采用Logistic模型对现实生产能力进行测算效果较好。结果表明,周至县耕地自然生产潜力为176.778×104t,利用生产潜力105.0×104t,现实生产能力为54.637×104t。 相似文献
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Abstract Barley roots were interposed as membranes in electrochemical concentration cells. The electric potential which developed across the calomel electrodes, known commonly as the root potential, was measured as a function of pH. The root potential increased with pH reaching a maximum at pH 5.5, beyond which the values remained constant. This is explained in terms of the dissociation of the acid and basic groups that form part of the structures of the root surface and membranes. The point of zero charge of the roots was determined by a method based on adding increasing amounts of roots to KC1 solutions of different pH and concentration. The results were somewhat higher than those obtained earlier from root potential measurements 1 2 i.e. 4 ‐ 5, compared to about 31,2. This difference was attributed to secondary reactions, related to the buffer capacity of the roots. 相似文献
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为了估算农业灌溉的节水潜力,提出了基于灌区尺度的农业节水潜力估算理论和方法,将不同节水措施实现的灌溉节水量分为“毛节水量”和“净节水量”,用于区分目前关于“工程节水量”和“真实节水量”的争论。毛节水量指由于提高灌溉效率,降低渗漏损失和田间蒸发等而少引的灌溉水量。净节水量指采取节水措施后减少的无效消耗水量和无效流失水量之和。案例分析在徒骇马颊河流域现有节水灌溉工程措施基础上分别估算了节水灌溉率提高20%和40%两种场景的节水量。估算结果表明,节水灌溉工程措施的节水潜力很大,但主要是毛节水量,即减少了从水源取用的水量,而净节水量的节水潜力不大。这是由于大多数工程措施的主要作用是提高灌溉水的利用系数,减少渗漏损失,而减少的耗水量相对比较小。 相似文献
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郜庆炉 《中国生态农业学报》2004,12(2):86-87
对日光温室增温效果和作物复种热量潜力试验研究结果表明 ,日光温室比室外≥ 10℃年活动积温增加2 2 0 5 3℃ ,日光温室喜凉和喜温作物套作复种或喜凉作物接茬复种均可实现 1年四熟 ,喜温作物接茬复种可实现 1年三熟。日光温室采用育苗移栽其作物复种热量潜力更大。 相似文献
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耕地整理潜力测算 总被引：9，自引：2，他引：9
在GIS支持下，采用样区法测算了延庆县的耕地整理潜力。结果表明：县内平耕地的无效耕地系数平均为6.14%，低、中、高3种整理水平的耕地整理潜力系数是0.68%、2.10%、2.81%，相应的耕地整理潜力为109.29、337.53、451.64 hm2；坡耕地的无效耕地系数平均为9.95%，低、中、高3种整理水平的耕地整理潜力系数是0.70%、3.03%、4.20%，对应的耕地整理潜力为90.68、392.52、544.09 hm2。延庆县采用的测算耕地无效耕地系数的样区法、所取得的平耕地与坡耕地的无效耕地系数、不同耕地整理水平的耕地整理潜力系数可作为同类地区的耕地整理潜力测算参考，依据这两个系数测算的延庆县耕地整理潜力可作为延庆县耕地整理规划及土地整理项目可行性研究的科学依据。 相似文献
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雨水资源化潜力是雨水利用规划的基础,也是半干旱地区水资源开发和生态建设的基础,研究其计算方法十分必要。讨论并定义了雨水和雨水资源化潜力的概念,提出了影响雨水资源化潜力的地形特征因子、降水特征因子和利用方式因子的计算模型,建立了雨水资源化潜力、雨水利用程度的计算模型和计算步骤,并进行了雨水利用规划分析评价。 相似文献
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石漠化地区立地分类及其植被恢复潜力评价是石漠化地区生态修复的重要基础,立地因子研究是立地分类与评价的前提。通过对典型强度石漠化地区毕节石桥小流域和花江峡谷立地条件调查,利用成因分析与统计分析方法,研究强度石漠化地区影响植被恢复潜力的主要立地因子。结果表明：岩性和坡性是强度石漠化地区基于植被恢复潜力的主导立地因子。研究结果可为强度石漠化地区立地分类的建立与植被恢复潜力评价提供依据。 相似文献