电解质浓度对土壤吸附铜离子时氢离子释放的影响

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1、第48卷第5期土壤学报Vo1．48．II、52011年9月ACTAPEDOLOGICASINICASep．，2011电解质浓度对土壤吸附铜离子时氢离子释放的影响邹献中张超兰魏岚宁建凤杨少海(1广东省农业科学院土壤肥料研究所，，东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室，广‘州510640)(2广西大学环境学院，南宁530004)摘要研究了不同铜离子浓度、不同电解质浓度情况下，吸附铜离子时氢离子释放对两种可变电荷土壤和4种恒电荷土壤悬液pH的影响。研究结果表明，除了黄棕壤外，含铁量越高，由于吸附铜离子后所

2、fjl起的土壤ApH★∞越小。加入的铜离子浓度为10toolL时，铜离子吸附对中和曲线形状没有根本影响。在较低浓度时，铜离子吸附时氢离子的释放较少；而在较高浓度时，当体系pH大于一临界值时，开始释放大量氢离子。氧化铁是引起恒电荷土壤和可变电荷土壤在吸附铜离子时氢离子释放差异产生的主要原因。电解质浓度的变化对恒电荷土壤和可变电荷土壤吸附铜离子后中和曲线变化影响有很大的区别，含铁量越高，电解质浓度对土壤吸附铜离子后的氢离子释放的影响越小。关键词铜离子浓度；表面电荷类型；I临界值中图分类号S154文献标识码

3、A有关土壤吸附重金属离子后释放氢离子引起起始pH与土壤对铜离子的pH一吸附率曲线的转折土壤或悬液酸化的机理机制，一般学者认为是由于点以及解吸时的pH．解吸率曲线峰值所对应的pH土壤中具有可变电荷特征表面一水合氧化物的羟基具有一致性。这说明对于可变电荷土壤，可能在化、土壤有机质胶体的羧基和酚羟基、层状硅酸盐不同pH段其对重金属离子的吸附机理是不一样矿物边缘裸露的铝醇和硅烷醇等基团与重金属离的。但关于这方面的研究才刚刚开始，还有很多没子发生络合(或螯合)作用的专性吸附过程造成，使有解决的问题。例如，在上述

4、研究过程中由于只有平衡体系pH下降。对于可变电荷土壤如红壤一种铜离子浓度，而没有不同铜离子浓度F的数或砖红壤，溶液中支持电解质的钠离子和铜离子可据，因此，在相同pH条件下，不同铜离子浓度和电以置换出交换性铝或氢离子而提供质子，虽然铜离解质浓度对氢离子的释放的影响仍然是不清楚的。子的水解作用也能产生质子，使体系酸化，但在体本研究中，主要研究了不同铜离子浓度、不同电解系pH<5时，一般认为铜离子水解作用不可能发质浓度情况下，两种不同表面电荷类型土壤在吸附生，因为其水解常数(K)为l0。因此，对于铜离子后有

5、关氢离子释放对土壤悬液pH的影响。可变电荷土壤，吸附铜离子或其他重金属离子所引起的氢离子释放主要是由于专性吸附作用或体系1材料与方法中的铜离子或其他金属离子交换土壤交换性铝或氢离子。1．1供试样品一般研究重金属离子引起氢离子释放时，以研1．1．1土壤样品供试土壤为我国南方的红壤、究重金属离子浓度变化对土壤释放氢离子的影响砖红壤和南京的黄棕壤、吉林的暗棕壤、山东的棕为多。近年来研究发现，土壤吸附铜离子后氢离子壤及哈尔滨的黑土。所有样品均为底层土壤，其基的释放具有pH起始性，即只有当土壤体系的pH达本性质

6、见表1。红壤、砖红壤属于可变电荷土壤，黄到一定值以后，才开始有大量的氢离子释放，且棕壤、黑土、暗棕壤和棕壤属于恒电荷土壤。中国博士后科学基金、广东省重点科技攻关计划(2005A3040200)、广东省科学院探索项目(07一支撑一34)、广东省农业科学院博t：J；l动基金资助作者简介：邹献中(1968一)，男，湖南怀化人，博士，副研究员，主要从事土壤化学和面源污染研究。E-mail：patro。nkiller@sina·n收稿日期：2009—12—31；收到修改稿日期：2010—06—185期邹献中等：

7、电解质浓度对土壤吸附铜离子时氢离子释放的影响965将土壤样品用电渗析法制成氢、铝质土壤¨。pH的影响。可见，对于未加铜离子的土壤悬液，随1．1．2去铁土壤样品的制备见文献[4]。着加酸量的减少和加碱量的增加，土壤的中和曲线1．1．3氧化铁的制备按AtkinSon的方法制备上出现一个缓冲能力较弱的范围。在此范围内，加氧化铁，并用电渗析法进行纯化。碱或加酸量的微小变化，都会引起土壤pH的急剧1．2研究方法变化。在此范围以外，土壤悬液的pH逐渐接近土1．2．1不同铜离子浓度时氢离子释放对土壤中和壤的中和pH

8、。土壤吸附铜离子后，所有土壤的中和曲线的影响取50ml离心管若干支，根据所需曲线较对照均有所平缓，这说明土壤吸附铜离子加入的不同铜离子浓度，分成若干组，每组由两列后，土壤胶体的酸缓冲性能增大。这是因为氧化铁平行系列组成。分别称取土壤样品1．00g(针铁矿吸附重金属离子所生成的表面络合物的质子化能为0．02g)于已知质量的离心管中，加入适量去离子力比吸附前的氧化物小，或者说，吸附重金属离子水，摇匀，使用电控微量加液器加入1mo]LNaOH后氧化物的表面酸性