删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

水铁矿对磷的吸附及胶体态磷迁移能力预测

本站小编 Free考研考试/2022-01-23

摘要
摘要:土壤中流失的磷进入水体容易引起富营养化污染。目前对于铁矿物胶体结合态磷在土壤孔隙介质中的稳定性和迁移能力的认识还存在不足。本研究采用吸附试验,考察水铁矿对磷的吸附特征以及pH、离子强度和胡敏酸对磷在液相、水铁矿胶体和水铁矿固体上分布的影响;通过DLVO理论,预测水铁矿胶体结合态磷的稳定性和迁移能力。结果表明,假二级动力学模型(R2=0.964)更适合用于描述磷在水铁矿上的吸附过程,磷在水铁矿上的吸附受液膜扩散、内部扩散和化学吸附等过程控制。Freundlich模型(R2=0.970)对等温吸附的拟合效果好,说明水铁矿对磷的吸附为多层吸附过程。从Langmuir模型参数可知,水铁矿对磷的最大理论吸附量为22.55 mg?g-1。水铁矿对磷的吸附能力随pH的升高而降低,随离子强度的升高而升高。然而,低离子强度和高pH有利于反应体系中水铁矿胶体的释放。无论胡敏酸是否存在,在碱性且离子强度不高(1~10 mmol?L-1)的条件下,有约5%~20%的磷会与水铁矿胶体结合,且这些磷-水铁矿胶体之间的静电斥力较大。根据DLVO理论计算可知,这些带负电荷的胶体之间稳定性较好,在土壤中有一定迁移能力。在实际农业活动中,磷肥的过量施用可能会使大量的磷酸根离子吸附在铁矿物上,促进土壤孔隙水中形成稳定的、带负电的铁矿物胶体,这种磷-铁矿物复合胶体的迁移很可能成为磷迁移的另一种形式。本研究结果可为胶体促进下磷淋失风险评估提供理论和数据支撑。
关键词:土壤磷/
水铁矿/
吸附/
胶体态磷/
DLVO
Abstract:Losing soil phosphorus to aquatic environments often causes eutrophication; however, the stability and transport of colloidal phosphorus, especially amorphous iron colloid-bound phosphorus in porous soil, is poorly understood. In this study, adsorption experiments were conducted to investigate phosphorus adsorption onto ferrihydrite. The effects of pH, ionic strength, and humic acid (HA) on the dissolved phosphorus distribution and colloidal and solid ferrihydrite adsorbed phosphorus were explored. Ferrihydrite colloid-bound phosphorus stability was calculated using the Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) theory to predict the transport of colloidal complexes. The results showed that the pseudo-second-order kinetic model (R2 = 0.964) best described the phosphorus onto ferrihydrite adsorption process. Adsorption was controlled by liquid film diffusion as well as internal diffusion, and chemisorption. The Freundlich model (R2 = 0.970) was a better fit for isothermal adsorption than the Langmuir model (R2 = 0.842), indicating that phosphorus onto ferrihydrite adsorption was multi-layer; however, the parameters of Langmuir model revealed that the maximum theoretical phosphorus onto ferrihydrite adsorption capacity was 22.55 mg?g-1. Phosphorus adsorption onto ferrihydrite decreased with increasing pH and decreasing ionic strength; low ionic strength and high pH were considered beneficial for releasing ferrihydrite colloids. Approximately 5%–20% phosphorus bound to ferrihydrite colloids in alkaline and low ionic strength conditions (1–10 mmol?L-1) regardless of HA, and the electrostatic repulsion between ferrihydrite-phosphorus colloids was notably. According to the DLVO theory, the colloids were stable and easily transported in the soil pores due to their negative surface charge. Negatively charged ferrihydrite colloids can transport long distances in negatively charged water-bearing media, such as soil or aquifer. In agricultural activities, excessive phosphate fertilizer application may cause large amounts of phosphate ion loading onto iron minerals and promote the formation of stable, negatively charged iron mineral colloids. Ferrihydrite-phosphorus colloid transport is likely to become another form of phosphorus leaching. Thus, this study investigated ferrihydrite-phosphorus colloid generation and stability in variable pH, ionic strength, and HA conditions, qualitatively predicted their transport, and assessed colloid-facilitated phosphorus loss risk. However, in complex soil systems, chelation and precipitation of co-existing ions may alter the fate of ferrihydrite-phosphorus colloids, which needs further investigation.
Key words:Soil phosphorus/
Ferrihydrite/
Adsorption/
Colloid phosphorus/
Derjguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO)



PDF全文下载地址:

http://www.ecoagri.ac.cn/article/exportPdf?id=d8dc7d83-d3b0-49ce-8749-b030cd14b534
相关话题/土壤 过程 铁矿 胶体 化学

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 褐土区农田土壤氮磷淋溶特征及其管理措施
    摘要摘要:自20世纪90年代以来,持续过量氮磷化肥投入导致农业面源污染日益严重,了解农田土壤氮磷淋溶特征是降低地下水污染的基础。基于田间调查、长期定位肥料试验和田间试验,分析褐土区氮磷的盈余状况,阐明该区农田土壤氮磷的盈余变化、淋溶特征;评价田间管理措施对农田土壤氮磷淋溶的影响。结果表明,典型褐土区 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 地下水位波动对不同施氮量农田土壤硝态氮运移影响
    摘要摘要:明确地下水位波动对农田土壤剖面和地下水NO3--N运移的影响,可为减少土壤氮素淋失、降低地下水硝酸盐污染风险提供依据。本研究采用大型土柱温室种植甘蓝,研究2种水位波动(水位不变、水位每隔10d波动20cm)和3种施氮量[0kg(N)·hm-2、225kg(N)·hm-2、450kg(N)· ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 褐土区氮磷在土壤发生层中淋溶的差异性
    摘要摘要:农业氮磷淋溶已经成为地下水污染最普遍和突出的问题。为揭示氮磷在包气带不同土层的淋溶特征,以典型褐土的5个土壤发生层(耕层、淋溶层、钙积层、黏化层和母质层)为研究对象,采用室内土柱模拟淋溶试验,在施肥量相同的条件下分析不同形态氮磷淋溶量,研究氮磷在不同土壤发生层中的迁移特征及其影响因素。结果 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 华北平原氮肥周年深施对冬小麦-夏玉米轮作体系土壤氨挥发的影响
    摘要摘要:氮肥深施能有效减少土壤氨挥发,然而目前国内外关于小麦-玉米轮作体系氮肥深施缺乏周年系统性研究。本试验于2018年10月—2019年10月在中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米轮作农田进行,利用动态箱法研究不同深施模式氨挥发损失率、氨挥发特征,旨在探讨冬小麦-夏玉米轮作体系下土壤氨排放 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 化学农药减量化措施对水稻病虫草害发生及产量的影响
    摘要摘要:为研究化学农药减量下不同栽培管理措施对水稻田间病虫草害发生及水稻干物质生产及产量的影响,进一步明确减少化学农药施用与水稻产量的关系,采用裂区试验设计,主区因素为2种杂草防治方式[浅旋耕作+常规除草剂用量(浅耕)、深耕耕作+减少30%除草剂用量(深耕)],副区因素为2种病虫防治方式[常规病虫 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 马铃薯||玉米间作对土壤细菌多样性的影响
    摘要摘要:为探明连续马铃薯、玉米单作及间作种植对土壤细菌群落组成的影响,利用IonS5TMXL高通量测序平台,分析了单作玉米(M)、单作马铃薯(P)、马铃薯||玉米间作(PM)下,土壤细菌群落组成以及多样性间的差异。结果表明:与单作相比,马铃薯||玉米间作土壤有机质含量显著升高(P<0.05),但土 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 长江中游双季稻田不同轮作方式对土壤质量的影响
    摘要摘要:研究长江中游地区不同种植模式和秸秆还田管理下农田土壤养分、有机碳及其酶活性的变化,评估农业管理措施对土壤质量的影响,可为长江中游双季稻区农业资源高效利用及可持续发展提供理论依据。2012—2017年进行不同轮、连作长期定位试验,设置冬季休耕—双季稻,冬种紫云英—、油菜—、大蒜—和轮作(马铃 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 太行山区不同植被条件下土壤水分动态变化特征研究
    摘要摘要:为了解太行山区主要植被类型的土壤水分状况,选取太行山区4种典型植被——小麦/玉米(农作物)、黄背草(草本)、荆条(灌木)和核桃(乔木),利用大型称重式蒸渗仪,监测了4种植被2018年和2019年生长季(4—10月)的土壤水分、深层渗漏和蒸散发要素,并利用数理统计方法分析了土壤含水量的变化特 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 土壤氮素内循环对生态覆被变化响应的研究进展
    摘要摘要:随着人口增长对粮食需求的不断提高,人类对自然生态系统扰动频繁,生态覆被/土地利用变化伴随着土壤活性氮库、氮形态组分及氮素内循环过程的改变,直接影响生态系统的持续与稳定,进而引起全球气候变暖,生物多样性减少等诸多生态环境问题。生态覆被/土地利用变化是全球生态系统变化的重要内容。本综述探讨了活 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 控释与稳定尿素配施对土壤氮素迁移及冬小麦-夏玉米产量的影响
    摘要摘要:控释与稳定尿素配施,可通过双重调控作用增强对氮素的高效管理。本文以聚氨酯包膜控释尿素和新型复合型抑制剂涂覆尿素为试材,研究了二者配施条件下,调控冬小麦-夏玉米季施肥后氮素的动态迁移转化的效果,为开发高效专用肥和农业面源污染治理提供新的思路和技术手段。试验设置不施氮肥(CK)、农民习惯施用尿 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23