土壤粘粒與離子間的平均結(jié)合自由能及其測量研究.pdf

1、本工作基于wien效應(yīng)方法、離子選擇性電極法和DGT（簿層梯度擴散技術(shù)）研究了陰、陽離子與多種膠體粘粒之間的相互作用和能量關(guān)系。研究內(nèi)容包括：陽離子（Na+、K+、Ca2+、Cu2+、Cd2+、Pb2+和La3+）與粘土礦物（高嶺土、蒙脫土）、四種土壤（黑土、黃棕壤、紅壤和磚紅壤）之間的結(jié)合能；陰離子（F-、Cl-和NO3-）與兩種氧化物（赤鐵礦和氧化鋁）之間的結(jié)合能。主要研究結(jié)果如下：
　　 用懸液Wien效應(yīng)法與離子活度法測

2、定了不同粘粒對一價陽離子Na+和K+的平均結(jié)合自由能△Gbi。測試結(jié)果表明，用wien效應(yīng)法測定的Na+的平均結(jié)合自由能△Gbi的變化順序為：黃棕壤>紅壤>黑土>蒙脫土>高嶺土>磚紅壤；用離子活度法測定的Na+的△Gbi的變化順序為：紅壤>黑土>黃棕壤>蒙脫土>高嶺土>磚紅壤。兩種方法的誤差范圍為9.96～810.33％。用Wien效應(yīng)法測定的K+的平均結(jié)合自由能△Gbi的變化順序為：黃棕壤>黑土>紅壤>蒙脫土>磚紅壤>高嶺土；用離子活

3、度法測定的K+的△Gbi的變化順序為：黃棕壤>黑土>磚紅壤>紅壤>蒙脫土>高嶺土。對于黑土和黃棕壤而言，兩種方法測定的一價離子的△Gbi十分一致，對于紅壤和蒙脫土，相對誤差也較為一致，但是磚紅壤和高嶺土的誤差較大。
　　 用懸液Wien效應(yīng)法、離子活度法和DGT技術(shù)測定了不同粘粒對二價陽離子Ca2+、Cu2+、Cd2+和Pb2+的平均結(jié)合自由能△Gbi。用Wien效應(yīng)法測定的Ca2+的平均結(jié)合自由能△Gbi的變化順序為：黑土>黃

4、棕壤>紅壤>蒙脫土>高嶺土>磚紅壤；用離子活度法測定的Ca2+的△Gbi的變化順序為：黑土>黃棕壤>紅壤>蒙脫土>高嶺土>磚紅壤；用DGT技術(shù)測定的Ca2+的△Gbi的變化順序為：紅壤>黃棕壤>黑土>磚紅壤。用Wien效應(yīng)法測定的Cu2+的△Gbi的變化順序為：蒙脫土>黑土>黃棕壤>紅壤>高嶺土>磚紅壤；用離子活度法測定的Cu2+的△Gbi的變化順序為：蒙脫土>紅壤>高嶺土>黃棕壤>黑土>磚紅壤；用DGT技術(shù)測定的Cu2+的△Gbi的變

5、化順序為：黑土>黃棕壤>紅壤>磚紅壤。用Wien效應(yīng)法測定的Cd2+的△Gbi的變化順序為：蒙脫土>紅壤>黑土>黃棕壤>高嶺土>磚紅壤；用離子活度法測定的Cd2+的△Gbi的變化順序為：蒙脫土>紅壤>黃棕壤>黑土>磚紅壤_>高嶺土；用DGT技術(shù)測定的Cd2+的△Gbi的變化順序為：磚紅壤>紅壤>黑土>黃棕壤。用Wien效應(yīng)法測定的Pb2+的△Gbi的變化順序為：蒙脫土>黑土>紅壤>黃棕壤>高嶺土>磚紅壤；用離子活度法測定的Pb2+的△G

6、bi的變化順序為：黑土>蒙脫土>黃棕壤>紅壤>磚紅壤>高嶺土；用DGT技術(shù)測定的Pb2+的△Gbi的變化順序為：黑土>磚紅壤>紅壤_>黃棕壤。三種方法測量△Gbi結(jié)果均表現(xiàn)為離子活度法偏高，Wien效應(yīng)法偏低，DGT技術(shù)居中，這可能是測量的EC0偏高，離子活度αi偏低所致。三種方法結(jié)果有差距，還有待于今后的研究。
　　 用懸液Wien效應(yīng)法與離子活度法測定不同粘粒對三價陽離子La3+的平均結(jié)合自由能△Gbi。測試結(jié)果表明，用Wi

7、en效應(yīng)法測定△Gbi的變化順序為：蒙脫土>黑土>黃棕壤>紅壤>高嶺土>磚紅壤；用離子活度法測定△Gbi的變化順序為：蒙脫土>黃棕壤>高嶺土>黑土>紅壤>磚紅壤。兩種方法的誤差在10.37～1086％之間。
　　 對于磚紅壤和高嶺土，測量值出現(xiàn)了負(fù)值，這可能是因為磚紅壤帶有表面正電荷，或者pH未在適宜的測量范圍內(nèi)，高嶺土的測量結(jié)果誤差很大，且有時出現(xiàn)負(fù)值，這可能是制備膠體時，洗脫不徹底。
　　 用懸液Wien效應(yīng)法與離子