酸化土壤中養(yǎng)分離子的淋失機理及金屬離子反應動力學.pdf

1、論文緊扣中國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攪動的動力學方法研究土壤酸化過程中養(yǎng)分的淋失機制及重金屬反應動力學規(guī)律,取得的主要結果和重要結論如下:1、設計一套流動攪動法的動力學實驗裝置,其優(yōu)點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;一次實驗能獲取大量數據;且數控計滴自動部分收集器的設計取樣時間間隔穩(wěn)定,保證以恒定的流速(或流量)自動收集流出液.2、利用該文設計的動力學裝置能很好地研究K<'

2、+>的吸附動力學,其中以一級動力學方程和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,表觀吸附速率常數分別為0.085、0.047、0.043、0.041min<'-1>.3、模擬酸雨的土柱淋溶實驗明確了表土施用鉀肥后對不同土層酸度及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,均先下降到3.8后又上升,依據不同的土層,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,這反映出強酸性降雨會加深土體的酸化.4、模擬酸雨對不同土層交換性陽離子遷移動力學的規(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+>的反應動力學揭示了: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+>吸附的快反應速率增加;2)Ca<'2+>的吸附機理與土壤表面酸度密切相關.3)引入過渡態(tài)理認研究Ca<'2+>在紅壤表面的能量特征,結果表明:隨酸度的增加

5、,Ca<'2+>的吸附活化能增加,Ca<'2+>擴散速率降低,但升高溫度可促進Ca<'2+>的擴散;活化熵變均為負值,說明吸附反應使體系有序度增加.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Cd<'2+>吸附與解吸機理研究揭示了:1)土壤表面性質的改變對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