幾種環(huán)境因素對硝酸根光解的影響及其機理初探.pdf

1、氮素是重要生命元素，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中三大肥料要素之一。目前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥利用率較低是全球面臨的普遍問題。在氮素損失途徑中，有相當部分氮素去向不明。隨著光化學研究的深入和對硝酸根光化學活性的了解，硝酸根光降解造成的氮肥損失引起了研究者的關(guān)注。本文以溶液中的硝酸根為研究對象，研究了在300w高壓汞燈照射下，溶液pH、硝酸根濃度、Fe2+、NH4+等不同環(huán)境因素對硝酸根光解的影響，并對其機理進行初步探討。主要研究結(jié)果如下： 1、單一硝酸

2、根體系、硫酸亞鐵-硝酸根體系、硫酸亞鐵銨-硝酸根體系在避光條件下4h以內(nèi)，硝酸根均不會發(fā)生降解。 2、濃度為2mg/L硝態(tài)氮，在單一硝酸根體系中光照4h降解率達到17.28％，繼續(xù)延長光照時間降解率增大不顯著，而在本體系中加入0.2mmol/LFeSO4或0.2mmol/LFeSO4·(NH4)2SO4，光照3h后硝酸根降解率分別達28.71％、23.12％，繼續(xù)延長光照時間降解率增大不顯著。 3、溶液pH對硝酸根光解影

3、響顯著，pH由4.0增加到9.0時，0.5mg/L的硝態(tài)氮降解率由8.8％增大到39％；5.0mg/L的硝態(tài)氮降解率由6.68％增大到20.7％。若繼續(xù)增大溶液pH至10.0時，其降解率增大不再顯著；與此同時亞硝酸根生成率也呈現(xiàn)相同趨勢。 4、Fe2+對硝酸根光解影響顯著，增大Fe2+濃度，能顯著提高硝酸根的降解率，同時亞硝酸根生成呈現(xiàn)相同趨勢。向0.5mg/L硝態(tài)氮溶液中加入0.2mmol/LFeSO4時，NO3-的降解率由3

4、5.43％提高到55.12％，而加入0.2mmol/LFeSO4·(NH4)2SO4的硝酸根溶液，NO3-的降解率為45.56％。若繼續(xù)增加FeSO4·(NH4)2SO4含量，溶液中硝酸根的降解率明顯提高，且高于加入相同量的FeSO4的硝酸根體系。在硫酸亞鐵銨-硝酸根體系中，低濃度的NH4+對硝酸根光解有抑制作用，NH4+濃度大于0.4mmol/L時可顯著促進硝酸根光解。 5、硝酸根動力學研究表明，其光解過程遵循一級反應動力學，

5、在pH為8.0的單一硝酸根體系中反應速率常數(shù)與濃度成反比。 6、在硝酸根光解過程中，并未檢測到NH4+存在。根據(jù)反應體系氮素守恒的原則推斷，部分氮素可能以N2、N2O等氮氧化物氣體釋放或以其他形式存在。由反應前后硝酸根含量及亞硝酸根生成量計算得出，單一硝酸根體系中這部分氮所占比例較少，約占總氮8％；而在硫酸亞鐵-硝酸根體系和硫酸亞鐵銨-硝酸根體系中比例有所增大，分別達到14％和17％，這可能與Fe2+與NH4+在光照過程中形成活