酸化土壤中養(yǎng)分離子的淋失機(jī)理及金屬離子反應(yīng)動(dòng)力學(xué).pdf

1、論文緊扣中國(guó)土壤酸化過程中的肥力退化及環(huán)境問題,采用土柱淋溶和流動(dòng)攪動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方法研究土壤酸化過程中養(yǎng)分的淋失機(jī)制及重金屬反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律,取得的主要結(jié)果和重要結(jié)論如下:1、設(shè)計(jì)一套流動(dòng)攪動(dòng)法的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,其優(yōu)點(diǎn)是溶液與土壤充分混合;解吸下來的離子迅速流出;解決了顆粒堵塞問題;一次實(shí)驗(yàn)?zāi)塬@取大量數(shù)據(jù);且數(shù)控計(jì)滴自動(dòng)部分收集器的設(shè)計(jì)取樣時(shí)間間隔穩(wěn)定,保證以恒定的流速(或流量)自動(dòng)收集流出液.2、利用該文設(shè)計(jì)的動(dòng)力學(xué)裝置能很好地研究K<'

2、+>的吸附動(dòng)力學(xué),其中以一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Elovich方程為最優(yōu)模型;pH2.5、pH3.5、pH4.5和pH5.6的表觀平衡吸附量分別為0.47、1.68、1.97、2.24mmol/kg,表觀吸附速率常數(shù)分別為0.085、0.047、0.043、0.041min<'-1>.3、模擬酸雨的土柱淋溶實(shí)驗(yàn)明確了表土施用鉀肥后對(duì)不同土層酸度及K<'+>淋失規(guī)律有顯著的影響;淋出液的超始pH值在A層為4.5,在AB層和ABC層為6.0~6.5

3、,淋溶量在150~600mm內(nèi),均先下降到3.8后又上升,依據(jù)不同的土層,pH值上升的范圍為4.0~5.5,但pH2.5模擬酸雨在A層和AB層的中后期又下降,這反映出強(qiáng)酸性降雨會(huì)加深土體的酸化.4、模擬酸雨對(duì)不同土層交換性陽離子遷移動(dòng)力學(xué)的規(guī)律1)表土直接受到模擬酸雨的淋溶，是最易發(fā)生酸化的土層,pH2.5酸雨淋溶后表土pH值從4.57下降到3.5~4.2之間,土壤交換性氫和鋁含量上升,交換性鋁含量的增加顯示出土壤對(duì)酸沉降的緩沖效率和緩

4、沖能力的急劇減弱;pH4.5酸雨淋溶后,AB層土壤pH值上升了0.3~0.5.2)降雨酸度的不同引起土壤中鹽基離子向下遷移的程度有明顯的差異.5、紅壤表面H<'+>-Ca<'2+>的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)揭示了:1)隨溶液酸度的增加,Ca<'2+>的最大吸附量顯著降低;且隨溫度升高,Ca<'2+>吸附的快反應(yīng)速率增加;2)Ca<'2+>的吸附機(jī)理與土壤表面酸度密切相關(guān).3)引入過渡態(tài)理認(rèn)研究Ca<'2+>在紅壤表面的能量特征,結(jié)果表明:隨酸度的增加

5、,Ca<'2+>的吸附活化能增加,Ca<'2+>擴(kuò)散速率降低,但升高溫度可促進(jìn)Ca<'2+>的擴(kuò)散;活化熵變均為負(fù)值,說明吸附反應(yīng)使體系有序度增加.4)從Ca<'2+>與Cd<'2+>相互作用看,可變電荷土壤表面存在Ca<'2+>的專性吸附,這占Ca<'2+>總吸附量的10~20﹪.6、酸沉降下土壤對(duì)Cd<'2+>吸附與解吸機(jī)理研究揭示了:1)土壤表面性質(zhì)的改變對(duì)Cd<'2+>吸附的影響極為明顯,2)用平衡法研究Cd<'2+>等溫吸附反