湖北幾種地帶性土壤顆粒的物質(zhì)組成與表面化學(xué)性質(zhì)
發(fā)布時(shí)間:2019-07-23 18:10
【摘要】:我國(guó)湖北地區(qū)以降水量大、溫度和土壤風(fēng)化程度較高、淋溶較強(qiáng)烈為特點(diǎn)。不同類型、不同粒級(jí)土壤顆粒性質(zhì)不僅能反應(yīng)氣候地帶性變化,對(duì)土壤中重金屬元素以及營(yíng)養(yǎng)元素的保持、釋放同樣具有較大影響。本研究在湖北地區(qū)由南到北,分別采集了陽(yáng)新、通城、羅田、襄陽(yáng)等地的紅壤、黃棕壤和黃褐土。分析所取土樣的基本理化性質(zhì),并研究了陽(yáng)新(YX)紅壤和襄陽(yáng)(XY)黃褐土中不同粒徑(2000nm膠體、450-2000 nm、100-450 nm)、未去有機(jī)質(zhì)/去有機(jī)質(zhì)土壤顆粒的表面化學(xué)性質(zhì),包括土壤比表面、Zeta電位、電導(dǎo)率等,及其對(duì)金屬元素銅和營(yíng)養(yǎng)元素磷吸附/解吸的影響,結(jié)果表明:(1)隨著緯度的增加土壤的p H上升,不同形態(tài)鐵鋁氧化物總量有降低趨勢(shì);與淋溶層相比淀積層的p H值先降低,后上升,并且緯度越高,上升的幅度越大;不同土壤淀積層、母質(zhì)層土壤的有機(jī)質(zhì)、全N含量跟淋溶層相比均下降,降低程度同樣隨著緯度增加而增加。隨層次的增加土壤陽(yáng)離子交換量多呈不同程度的增加,淀積、母質(zhì)層土壤粘粒含量增加,不同形態(tài)的鐵鋁氧化物含量逐漸減少。(2)去除有機(jī)質(zhì),對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)有較大影響。表現(xiàn)為襄陽(yáng)黃褐土經(jīng)去除有機(jī)質(zhì)后粒徑明顯減小,土壤p H值降低,電導(dǎo)率顯著升高,土壤Zeta電位值向正方向移動(dòng),土壤比表面顯著增加。對(duì)不同粒徑土壤進(jìn)行對(duì)比可以看出,隨著粒徑從450-2000 nm減小到100-450 nm,土壤電導(dǎo)率、p H值、比表面均呈增大的趨勢(shì)。不同粒級(jí)土壤比表面大小為100-450 nm膠體450-2000 nm顆粒。(3)由不同類型土壤顆粒對(duì)銅吸附結(jié)果可得,未去有機(jī)質(zhì)土壤比去除有機(jī)質(zhì)的吸附量大,且較小顆粒有較大的吸附量。陽(yáng)新紅壤、襄陽(yáng)黃褐土兩種土壤不同顆粒對(duì)銅吸附量表現(xiàn)為,襄陽(yáng)黃褐土未去有機(jī)質(zhì)的土壤吸附量最大,去有機(jī)質(zhì)的次之,陽(yáng)新紅壤相對(duì)較小;不同粒級(jí)土壤吸附量大小為100-450 nm顆粒大于450-2000 nm顆粒和膠體。粘土礦物對(duì)銅的吸附較易被解吸,有機(jī)質(zhì)含量越低,解吸率越大,粒徑小的解吸率較大。表現(xiàn)為襄陽(yáng)黃褐土的解吸率大于陽(yáng)新紅壤的,去有機(jī)質(zhì)土壤解吸率均大于未去有機(jī)質(zhì)土壤的,100-450 nm顆粒解吸率較其它粒級(jí)顆粒的大,450-2000 nm顆粒與膠體對(duì)銅的解吸率比較接近且較小。(4)兩種土壤對(duì)磷的吸附量均較低,不同土壤對(duì)磷的吸附量表現(xiàn)為未去有機(jī)質(zhì)土壤的吸附量大于去有機(jī)質(zhì)土壤的,且襄陽(yáng)黃褐土的吸附量要大于陽(yáng)新紅壤的,不同粒級(jí)土壤對(duì)磷的吸附量大小為,100-450 nm顆粒的吸附量較大,膠體吸附量次之,450-2000 nm顆粒吸附量通常最小。不同類型、不同粒級(jí)土壤對(duì)磷的解吸率均較小,大小在5-18%之間。
【圖文】:
羅田黃棕壤 襄陽(yáng)黃褐土圖 2 各取樣點(diǎn)土壤剖面Fig.2. The soil profiles in different sampling sites2.1.2 不同粒級(jí)土壤樣品的制備去有機(jī)質(zhì)納米顆粒樣品的制備:(1)將過(guò) 2 mm 篩的土壤樣品 50 g 于 500 ml 高腳燒杯中,加入少量蒸餾水以濕潤(rùn)土壤,再緩緩加入少量 30%過(guò)氧化氫去除有機(jī)質(zhì)(應(yīng)少量多次,以避免反應(yīng)過(guò)于劇烈),用帶膠頭玻璃棒攪拌,待反應(yīng)微弱后靜置過(guò)夜,然后置于水浴鍋中 60 °C 條件下加熱,,以快速去除有機(jī)質(zhì),同時(shí)視反應(yīng)情況加入適量過(guò)氧化氫,并且充分?jǐn)嚢,使反?yīng)充分,直至加入過(guò)氧化氫后,高腳燒杯中無(wú)氣泡產(chǎn)
圖 5 不同處理土壤 SEM/EDS 圖Figure 5 The SEM/EDS figure of soils with different treatment注:a:YX-100-450 nm 未去有機(jī)質(zhì)顆粒,b:YX-450-2000 nm 去有機(jī)質(zhì)顆粒,c:YX-100-450 nm 去有機(jī)質(zhì)顆粒,d:YX-去有機(jī)質(zhì)-膠體, e:XY-100-450 nm 去有機(jī)質(zhì)顆粒。3.6 不同粒徑土壤對(duì)銅的吸附由圖 6 不同粒徑土壤對(duì) Cu 吸附結(jié)果可以看出,四種類型土壤對(duì)溶液中Cu2+的吸附規(guī)律基本相同,即隨著平衡液 Cu2+濃度的增加吸附量先快速增加,后緩慢增加,吸附過(guò)程主要分為兩個(gè)階段,首先為快反應(yīng)階段,即當(dāng)平衡液Cu2+濃度較低時(shí)(未去有機(jī)質(zhì)土壤在 Cu2+濃度<30 mg/L,去有機(jī)質(zhì)土壤在 Cu2+濃度<40 mg/L),Cu2+吸附量隨 Cu2+濃度增大急劇上升,然后為慢反應(yīng)階段,隨著平衡液 Cu2+質(zhì)量濃度繼續(xù)增大,吸附等溫線逐漸趨于平緩。
【學(xué)位授予單位】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:S153
【圖文】:
羅田黃棕壤 襄陽(yáng)黃褐土圖 2 各取樣點(diǎn)土壤剖面Fig.2. The soil profiles in different sampling sites2.1.2 不同粒級(jí)土壤樣品的制備去有機(jī)質(zhì)納米顆粒樣品的制備:(1)將過(guò) 2 mm 篩的土壤樣品 50 g 于 500 ml 高腳燒杯中,加入少量蒸餾水以濕潤(rùn)土壤,再緩緩加入少量 30%過(guò)氧化氫去除有機(jī)質(zhì)(應(yīng)少量多次,以避免反應(yīng)過(guò)于劇烈),用帶膠頭玻璃棒攪拌,待反應(yīng)微弱后靜置過(guò)夜,然后置于水浴鍋中 60 °C 條件下加熱,,以快速去除有機(jī)質(zhì),同時(shí)視反應(yīng)情況加入適量過(guò)氧化氫,并且充分?jǐn)嚢,使反?yīng)充分,直至加入過(guò)氧化氫后,高腳燒杯中無(wú)氣泡產(chǎn)
圖 5 不同處理土壤 SEM/EDS 圖Figure 5 The SEM/EDS figure of soils with different treatment注:a:YX-100-450 nm 未去有機(jī)質(zhì)顆粒,b:YX-450-2000 nm 去有機(jī)質(zhì)顆粒,c:YX-100-450 nm 去有機(jī)質(zhì)顆粒,d:YX-去有機(jī)質(zhì)-膠體, e:XY-100-450 nm 去有機(jī)質(zhì)顆粒。3.6 不同粒徑土壤對(duì)銅的吸附由圖 6 不同粒徑土壤對(duì) Cu 吸附結(jié)果可以看出,四種類型土壤對(duì)溶液中Cu2+的吸附規(guī)律基本相同,即隨著平衡液 Cu2+濃度的增加吸附量先快速增加,后緩慢增加,吸附過(guò)程主要分為兩個(gè)階段,首先為快反應(yīng)階段,即當(dāng)平衡液Cu2+濃度較低時(shí)(未去有機(jī)質(zhì)土壤在 Cu2+濃度<30 mg/L,去有機(jī)質(zhì)土壤在 Cu2+濃度<40 mg/L),Cu2+吸附量隨 Cu2+濃度增大急劇上升,然后為慢反應(yīng)階段,隨著平衡液 Cu2+質(zhì)量濃度繼續(xù)增大,吸附等溫線逐漸趨于平緩。
【學(xué)位授予單位】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:S153
【參考文獻(xiàn)】
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7 曹丹鳳;孟令銀;王妍Z
本文編號(hào):2518304
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