土壤腐殖酸與無機(jī)碳相互作用機(jī)制的研究.pdf

1、有機(jī)碳和無機(jī)碳是土壤中重要的兩種碳源，對(duì)土壤理化性質(zhì)有顯著影響。由于有機(jī)碳的復(fù)雜性和異質(zhì)多相性，有機(jī)碳與無機(jī)碳之間相互作用機(jī)制尚不明確。本文分別選取土壤腐殖酸與合成的方解石作為有機(jī)碳、無機(jī)碳的代表，利用X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、傅立葉變換紅外光譜分析(FT-IR)、熱重分析(TGA)及紫外可見光譜(UV）等分析技術(shù)，研究無機(jī)碳對(duì)土壤腐殖酸的吸附、及其有腐殖酸對(duì)無機(jī)碳的溶解過程，探討腐殖酸與無機(jī)碳相互作用的影響因素，并闡

2、明其作用機(jī)制。取得的主要結(jié)果有：
　　 ⑴XRD分析表明合成的無機(jī)碳為方解石，無其它雜質(zhì);其形貌為立方狀，粒徑約為4μm;其比表面積為0.96 m2/g，電荷零點(diǎn)為pH9.0。
　　 ⑵方解石對(duì)JGHA和JGFA的等溫吸附曲線均可用Langmuir等溫吸附方程擬合。pH8.8，離子強(qiáng)度分別為0.01 mol/L、0.1mol/L NaCl時(shí)，方解石對(duì)JGHA的最大吸附量分別為18.96 mg/g、20.14 mg/g;離

3、子強(qiáng)度為0.1 mol/L，pH分別為8.0、9.0時(shí)，方解石對(duì)JGFA的最大吸附量分別為10.18 mg/g、7.97 mg/g。
　　 ⑶體系pH、離子強(qiáng)度和腐殖酸類型均可影響方解石對(duì)土壤腐殖酸的吸附。隨著pH的增加，方解石對(duì)JGHA和JGFA的吸附量逐漸減小。I=0.1 mol/L，JGHA加入量分別為20 mg/L、40 mg/L、80 mg/L時(shí)，pH由7.0升高至11.0方解石對(duì)JGHA的吸附百分比分別降低72.4％

4、、78.4％、59.9％;其對(duì)JGFA的吸附百分比分別降低64.1％、77.3％、53.2％。此外，方解石對(duì)不同類型腐殖酸的吸附量不同，對(duì)JGHA的最大吸附量是JGFA的2.0倍。隨著離子強(qiáng)度的增加，方解石對(duì)JGHA的吸附量增大，而對(duì)JGFA的吸附量影響不顯著。
　　 ⑷在NaC1體系中，方解石的溶解度與pH呈反比，與離子強(qiáng)度成正比;但是，在腐殖酸(JGHA或JGFA)與無機(jī)碳（方解石）共存的體系中，方解石的溶解度隨pH的變化規(guī)

5、律與上述一致，但離子強(qiáng)度對(duì)溶解度的影響卻不同:pH8.0時(shí)，離子強(qiáng)度由0.01 mol/L增加至0.1 mol/L方解石的溶解度增大，繼續(xù)增加至0.5 mol/L時(shí)，方解石的溶解度升高較小甚至有降低的趨勢(shì)。JGHA對(duì)方解石的溶解有抑制作用，而JGFA對(duì)方解石的溶解有促進(jìn)作用，且作用強(qiáng)度與腐殖酸濃度呈正相關(guān)。
　　 ⑸TGA和DTG圖譜分析表明，與純方解石相比，其與JGHA或JGFA復(fù)合物的失重平臺(tái)前移，峰溫分別提前22℃、28℃

6、，失重量分別增加3％、1.25％，復(fù)合物的熱穩(wěn)定性變差。
　　 ⑹JGHA和JGFA在波長(zhǎng)465 nm和665 nm處紫外吸光值的比值(E4/E6)分別為3.69、16.77;被方解石吸附后其E4/E6分別為4.33、23.51。被吸附后JGHA和JGFA的E4/E6均升高，表明方解石優(yōu)先吸附腐殖酸中分子量較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的組分。通過ATR-FTIR對(duì)方解石與腐殖酸復(fù)合前后樣品的表征，采用分峰擬合的分析方法，可推斷出方解石與JG