不同盐碱化土壤对NH 4 + 吸附特性研究
发布时间：2021-03-06 17:58
为探求NH4+在不同盐碱化土壤中吸附特性的变化规律,采用平衡吸附法分别从吸附行为与影响因素探究氮素在轻度、中度、重度盐碱化土壤中的吸附效果。结果表明:3种供试土壤对NH4+的吸附量随盐碱化程度的加深而增大,平衡吸附量为:重度盐碱化土壤>中度盐碱化土壤>轻度盐碱化土壤,吸附过程符合Langmuir吸附模型;准二级动力学方程能更好地描述不同盐碱化程度土壤对铵态氮吸附过程,吸附平衡时间为720 min;3种供试土壤对铵态氮的吸附反应均是自发、放热及混乱度增加的过程;背景液pH（3.0～9.0）范围内,3种供试土壤对铵态氮的吸附量随pH值上升而增大;添加不同浓度的Na+、Ca2+、Al3+溶液,3种供试土壤对铵态氮的吸附量随离子浓度的增加而减少。研究表明,提高溶液pH值能增强盐碱土对铵态氮的吸附能力;温度、离子价态增加则不利于吸附,土壤盐碱化程度提高,对铵态氮的吸附能力有所增强,限制了铵态氮的迁移,污染风险有所降低。
【文章来源】：农业环境科学学报. 2020,39(10)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
采样点位图
本文采用准一级方程和准二级方程对铵态氮在不同盐碱化程度土壤的吸附动力学特征进行拟合，拟合参数见表2。从相关系数r看，均达到极显著相关水平，较好地描述了铵态氮在盐碱化土壤中的吸附动力学行为[20]。轻度、中度、重度盐碱化土壤的平衡吸附量实测值分别为1 867.9、1 945.6、2 067.3 mg·kg-1，与准一级动力学方程的预测值相差5.0%～5.5%，与准二级动力学方程的预测值相差2.5%～2.7%，显然，准二级动力学方程拟合的效果更佳。对比发现，3种供试土壤对铵态氮的平衡吸附量为：重度盐碱化土壤>中度盐碱化土壤>轻度盐碱化土壤。2.2 铵态氮的吸附等温曲线建立
本研究铵态氮的初始浓度较高，因此采用Freundlich方程、Langmuir方程进行描述[21]，方程拟合参数见表3。Freundlich方程中的参数n代表吸附的难易程度，1/n<1为优惠吸附，1/n>1为非优惠吸附。表3结果表明，试验条件下的1/n均小于1,3种供试土壤对铵态氮的吸附为优惠吸附过程，吸附较容易进行[19]。拟合方程的相关系数r比较发现，Langmuir方程略优于Freundlich方程。表明Langmuir方程能更好地反映出对铵态氮的吸附规律，且盐碱土对铵态氮以单一吸附点位为主。不同盐碱化土壤对铵态氮吸附的对比发现，随着盐碱化程度的提高，kL逐渐增加，说明盐碱化程度越高对铵态氮的亲和力越强；对铵态氮的饱和吸附量（qm）也越高，中度和重度盐碱化土壤与轻度盐碱化土壤相比，饱和吸附量（qm）分别增加了11.5%、40.2%。原因有两个方面，一是供试土壤为苏打盐碱土，其中的[HCO3-]+[CO32-]要大于[SO42-]+[Cl-]，盐碱化程度越高，这种差异就越明显，显然，碳酸盐是有利于铵态氮吸附和固定的[22]；二是盐碱化程度高的土壤中一价Na+含量高，导致土壤颗粒的分散性更强，黏粒含量增加，相同质量土壤的比表面积增加，对铵态氮的吸附点位有所增加[5]。因此，随着盐碱化程度提高，对铵态氮的吸附能力有所增强，限制了铵态氮的迁移，污染风险有所降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性沸石制备及其同步去除农田排水氮磷研究[J]. 王梦娴,周有荣,李英凯,房云清,秦弋丰,李旭东. 农业环境科学学报. 2020(02)
[2]岩溶区棕色石灰土胶体对镉铅的等温吸附特性研究[J]. 张蓉蓉,蒋代华,史鼎鼎,王世佳. 农业环境科学学报. 2020(03)
[3]盐生荒漠植物群落土壤氮素含量及其组分特征[J]. 张仰,龚雪伟,吕光辉,张雪梅,蒋腊梅,郄亚栋. 土壤. 2019(05)
[4]Cd在吉林省3种典型土壤上的吸附及其影响因素研究[J]. 颜廷玉,马秀兰,顾芳宁,张婧,王玉军,韩兴,冯君. 农业环境科学学报. 2019(04)
[5]粉煤灰处理Pb2+废水的吸附性能研究[J]. 胡红勇,付江波,赵文信. 水利科技与经济. 2019(03)
[6]不同酸化剂对石灰性土壤pH值、磷有效性的影响[J]. 张皓禹,黄志华,王娟,张君,孟超然,危常州. 中国土壤与肥料. 2019(01)
[7]不同生物炭对氮的吸附性能[J]. 索桂芳,吕豪豪,汪玉瑛,刘玉学,何莉莉,杨生茂. 农业环境科学学报. 2018(06)
[8]北京市北运河沉积物对氮、磷的吸附/解吸动力学特征[J]. 胡洁蕴,李淑芹,宋歌,刘寒青,张鑫,郎琪. 湖泊科学. 2018(03)
[9]新疆地带性土壤磷吸附特性影响因素研究[J]. 何帅,尹飞虎,谢海霞. 新疆农业科学. 2017(08)
[10]不同母质发育红壤上玉米生长与土壤pH、交换性铝、交换性钙的关系[J]. 梁文君,蔡泽江,宋芳芳,周世伟,艾天成,徐明岗. 农业环境科学学报. 2017(08)
博士论文
[1]基于电场效应的土壤离子交换平衡新理论及其在物质表面性质测定中的应用[D]. 侯捷.西南大学 2010
硕士论文
[1]紫色土交换性阳离子定比交换能力研究[D]. 赵新儒.西南大学 2014
本文编号：3067545
【文章来源】：农业环境科学学报. 2020,39(10)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
采样点位图
本文采用准一级方程和准二级方程对铵态氮在不同盐碱化程度土壤的吸附动力学特征进行拟合，拟合参数见表2。从相关系数r看，均达到极显著相关水平，较好地描述了铵态氮在盐碱化土壤中的吸附动力学行为[20]。轻度、中度、重度盐碱化土壤的平衡吸附量实测值分别为1 867.9、1 945.6、2 067.3 mg·kg-1，与准一级动力学方程的预测值相差5.0%～5.5%，与准二级动力学方程的预测值相差2.5%～2.7%，显然，准二级动力学方程拟合的效果更佳。对比发现，3种供试土壤对铵态氮的平衡吸附量为：重度盐碱化土壤>中度盐碱化土壤>轻度盐碱化土壤。2.2 铵态氮的吸附等温曲线建立
本研究铵态氮的初始浓度较高，因此采用Freundlich方程、Langmuir方程进行描述[21]，方程拟合参数见表3。Freundlich方程中的参数n代表吸附的难易程度，1/n<1为优惠吸附，1/n>1为非优惠吸附。表3结果表明，试验条件下的1/n均小于1,3种供试土壤对铵态氮的吸附为优惠吸附过程，吸附较容易进行[19]。拟合方程的相关系数r比较发现，Langmuir方程略优于Freundlich方程。表明Langmuir方程能更好地反映出对铵态氮的吸附规律，且盐碱土对铵态氮以单一吸附点位为主。不同盐碱化土壤对铵态氮吸附的对比发现，随着盐碱化程度的提高，kL逐渐增加，说明盐碱化程度越高对铵态氮的亲和力越强；对铵态氮的饱和吸附量（qm）也越高，中度和重度盐碱化土壤与轻度盐碱化土壤相比，饱和吸附量（qm）分别增加了11.5%、40.2%。原因有两个方面，一是供试土壤为苏打盐碱土，其中的[HCO3-]+[CO32-]要大于[SO42-]+[Cl-]，盐碱化程度越高，这种差异就越明显，显然，碳酸盐是有利于铵态氮吸附和固定的[22]；二是盐碱化程度高的土壤中一价Na+含量高，导致土壤颗粒的分散性更强，黏粒含量增加，相同质量土壤的比表面积增加，对铵态氮的吸附点位有所增加[5]。因此，随着盐碱化程度提高，对铵态氮的吸附能力有所增强，限制了铵态氮的迁移，污染风险有所降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性沸石制备及其同步去除农田排水氮磷研究[J]. 王梦娴,周有荣,李英凯,房云清,秦弋丰,李旭东. 农业环境科学学报. 2020(02)
[2]岩溶区棕色石灰土胶体对镉铅的等温吸附特性研究[J]. 张蓉蓉,蒋代华,史鼎鼎,王世佳. 农业环境科学学报. 2020(03)
[3]盐生荒漠植物群落土壤氮素含量及其组分特征[J]. 张仰,龚雪伟,吕光辉,张雪梅,蒋腊梅,郄亚栋. 土壤. 2019(05)
[4]Cd在吉林省3种典型土壤上的吸附及其影响因素研究[J]. 颜廷玉,马秀兰,顾芳宁,张婧,王玉军,韩兴,冯君. 农业环境科学学报. 2019(04)
[5]粉煤灰处理Pb2+废水的吸附性能研究[J]. 胡红勇,付江波,赵文信. 水利科技与经济. 2019(03)
[6]不同酸化剂对石灰性土壤pH值、磷有效性的影响[J]. 张皓禹,黄志华,王娟,张君,孟超然,危常州. 中国土壤与肥料. 2019(01)
[7]不同生物炭对氮的吸附性能[J]. 索桂芳,吕豪豪,汪玉瑛,刘玉学,何莉莉,杨生茂. 农业环境科学学报. 2018(06)
[8]北京市北运河沉积物对氮、磷的吸附/解吸动力学特征[J]. 胡洁蕴,李淑芹,宋歌,刘寒青,张鑫,郎琪. 湖泊科学. 2018(03)
[9]新疆地带性土壤磷吸附特性影响因素研究[J]. 何帅,尹飞虎,谢海霞. 新疆农业科学. 2017(08)
[10]不同母质发育红壤上玉米生长与土壤pH、交换性铝、交换性钙的关系[J]. 梁文君,蔡泽江,宋芳芳,周世伟,艾天成,徐明岗. 农业环境科学学报. 2017(08)
博士论文
[1]基于电场效应的土壤离子交换平衡新理论及其在物质表面性质测定中的应用[D]. 侯捷.西南大学 2010
硕士论文
[1]紫色土交换性阳离子定比交换能力研究[D]. 赵新儒.西南大学 2014
本文编号：3067545
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