黄土性土壤对磷的吸附与解吸
土壤磷循环获奖课件
② 土壤氧化还原电位(Eh)下降，高价铁还原成低价铁，磷
酸低铁旳溶解度较高，增长了磷旳有效度。 ③ 包被于磷酸表面铁质胶膜还原，提升了闭蓄态磷旳有效
度。
4、合理施用磷肥 合理施用磷肥是降低磷对环境影响旳主要措施。科学制定
定态磷释放为可溶态。 ③ 腐殖质可在铁、铝氧化物等胶体表面形成保护膜，降低对
磷酸根旳吸附。 ④ 有机质分解产生旳CO2，溶于水形成H2CO3，增长钙、镁、
磷酸盐旳溶解度。
六、土壤磷旳调控
有效磷（活性磷），是指土壤中可被植物吸收利用旳 磷组分。它涉及全部水溶性磷、部分吸附态磷、一部 分微溶性旳无机磷和易矿化旳有机磷等。
做法是使用不同旳浸提剂，以区别不同组分旳磷。
浸提剂
磷旳形态
1 mol/L NH4Cl 0.5 mol/L NH4F 0.1 mol/L NaOH
0.25 mol/L H2SO4 0.3 mol/L 柠檬酸钠和连二硫酸钠
水溶磷和松结合态磷 磷酸铝类化合物（Al-P） 磷酸铁类化合物（Fe-P） 磷酸钙（镁）类化合物（Ca-P）
第十章 土壤元素旳生物 地球化学循环
土壤中化学元素以能 量为驱动力，沿土壤生物-大气进行物质循 环传递旳过程称为土 壤元素旳生物地球化 学循环。
第三节 土壤磷旳生物地球化学循环
一、土壤磷循环 （一）土壤中磷旳含量
地壳中磷旳平均含量约为0.12%，自然土壤中旳全磷含量决定 于母质类型，而耕作土壤中主要受磷肥施用旳影响。
➢ C/P比值大时（≥300），产生生物固定
三、土壤磷旳吸附和解吸
• 土壤对磷化合物旳吸附作用分为：专性吸附和非 专性吸附。
几种粘土矿物和粘土对溶液中磷的吸附效果
农村生态环境 2004,20(4):1-5 Rural Eco2Environment 几种粘土矿物和粘土对溶液中磷的吸附效果袁东海1,高士祥1,景丽洁2,尹大强1①,王连生1① (1.南京大学污染控制与资源化国家重点实验室,江苏南京 210093;2.吉林化工学院环境科学系,吉林吉林 132022)摘要:通过磷等温吸附与饱和吸附后释放试验,研究了高岭土、蒙脱土、凹凸棒土、蛭石和沸石对溶液中磷的吸附效果及其影响因素。
结果表明,蛭石磷理论饱和吸附量最大,为3473mg・kg-1,其他依次为凹凸棒土、黄褐土、蒙脱土、下蜀黄土和沸石,高岭土磷理论饱和吸附量最低,为554mg・kg-1。
影响粘土矿物和粘土磷理论饱和吸附量的主要因素是钙含量和胶体氧化铁及氧化铝的含量,pH值、阳离子交换量和比表面对磷理论饱和吸附量影响不大,粘土矿物和粘土吸附磷的机制主要为化学吸附。
粘土矿物和粘土磷饱和吸附后释放试验表明其磷释放量很低。
关键词:粘土矿物;粘土;磷;吸附;净化中图分类号:X793;X703;S153 文献标识码:A 文章编号:1001-5906(2004)04-0060-04Phosphorus adsorption of some clay minerals and soils.YUAN Dong2hai1,G AO Shi2xiang1,JING Li2jie2,YIN Da2qiang1,WANG Lian2sheng1(1.S tate K ey Laboratory of P ollutant C ontrol and Res ources Reuse,Nanjing University,Nanjing210093,Chi2 na;2.Department of Environmental Science,Jilin Institute of Chemical T echnology,Jilin132022,China).Rural Eco2Environ2 ment,2004,20(4):60-63,72Abstract:Phosphorus ads orption of kaolinite,m ontm orillonite,attapulgite,vermiculite and zeolite and their affecting factors were studied through experiment on is otherm P ads orption and post2saturation2ads orption P release.Results show that vermiculite is the2 oretically the highest in P saturation ads orption capacity,being3473mg・kg-1and followed by attapulgite,yellow cinnam on s oil, m ontm orillonite and X iashu loess,zeolite and kaolinite.The last is the lowest in theoretic P saturation ads orption capacity,lingering at554mg・kg-1.The P ads orption capacity of these clay minerals and s oils was mainly in fluenced by their contents of reactive Ca,Fe and Al,but it was not much affected by s oil pH value,CEC and specific sur face of the clay minerals and s oils,because the main mechanism of the ads orption is chemical s orption.Meanwhile another experiment on des orption of phosphorus from these clay minerals and s oils saturated with phosphorus was als o conducted.Results show that P release from the clay minerals and s oils after P saturation ads orption was very limited.K ey w ords:clay mineral;clay s oil;phosphorus;ads orption;purification 粘土矿物和粘土是我国重要的非金属矿资源,近些年来,由于粘土矿物和粘土具有优越的表面性能和电化学性质,在环境保护和污染物净化处理技术中得到广泛应用[1]。
土壤磷素的转化及固定
土壤磷素的转化及固定土壤中各种形态的磷酸盐可以在一定条件下互相转化。
这种转化可以概括为难溶性磷（包括闭蓄态磷、吸附态磷等）的有效转化过程与土壤磷的固定作用。
这两个过程互相转化的速率与方向决定着土壤供磷能力以及磷肥的有效施用。
一、土壤磷的释放1.难溶性磷酸盐的释放指原生或次生的矿物态磷酸盐、化学沉淀形成的磷酸盐，经过物理的、化学的、生物化学的风化作用转变为溶解度较大的磷酸盐的过程。
例如，在石灰性土壤上，通过植物根系与微生物呼吸作用以及有机肥分解所产生的碳酸、有机酸可将难溶性的磷酸钙盐转变为有效性高的磷酸盐。
2.无机磷的解吸指吸附态磷重新进入土壤溶液的过程，但土壤中呈吸附态的磷并不能全部被解吸下来。
土壤吸附态磷解吸的原因包括两个方面：一是化学平衡反应，土壤溶液中磷浓度因植物的吸收而降低，从而改变了原有的平衡，使反应向解吸的方向进行；二是竞争吸附，所有能进行阴离子吸附的阴离子大多可与磷酸根离子进行竞争吸附作用，而导致吸附态磷的解吸。
3.有机磷的矿化土壤中有机态磷的化合物（植素、核酸、磷脂等）在土壤中磷酸酶的作用下，逐步分解，最终释放出磷酸，以供作物吸收利用，或与土壤中的金属离子结合，形成溶解度较低的磷酸盐，而降低其有效性。
二、土壤中无机磷的固定磷的固定作用是指土壤液相中的无机磷酸盐等有效态磷转变为无效态磷的过程。
土壤磷酸根离子被固定的两个主要反应是化学沉淀和吸附；其次是磷的生物固定。
1.沉淀反应在中性和石灰性土壤中，如施用可溶性磷肥后，提高了土壤中有效磷的浓度，磷酸根离子可与碳酸钙或方解石以及交换性钙生成二水磷酸二钙、无水磷酸二钙、磷酸八钙和羟基磷灰石等难溶性磷酸钙盐。
在酸性土壤中，当当过磷酸钙施入土壤中后，因发生异成分溶解而使土壤酸性增强，促使土壤中如赤铁矿、针铁矿、三水铝石等矿物溶解，转变为活性铁铝，开始形成无定型磷酸铁铝盐，然后转化成晶质的粉红磷铁矿、磷铝石等。
此外，土壤中交换性铁、铝、锰等离子也可与水溶性磷产生沉淀反应，不同程度地降低了磷的有效性。
不同利用方式下土壤对磷的吸附—解吸特征
不同利用方式下土壤对磷的吸附—解吸特征秦胜金;张玉树;胡晓霞;黄敬武【摘要】In order to understand the effect of different land use types on the phosphorus fixed and loss in soil,the study investigated the adsorption and desorption characteristics of soils in orchard,teaplantation,dryland,paddy field,vegetable field and forest.The results showed that the soil available phosphorus content was the highest in vegetable field.The adsorption rate of it was well below that of other soils with a phosphorus addition rate of 200~2 400 mg/kg which was 14.19%~30.88%,and adsorption isothermal curve of which with no break point.The fact indicated that the soil in vegetable field,whose maximum phosphorus adsorption amount was 476.19 mg/kg,it was less buffering with the phosphorus.The soils of paddy field and forest had slightly better phosphorus adsorption ability with maximum phosphorus adsorption amounts of 1 000.00 mg/kg and 1 111.11 mg/kg.The less of the phosphorus adsorption amount the larger of the phosphorus desorption in different soils.The phosphorus desorption rates were as vegetable field paddy field and forestdry land,teaplantation and orchard.The phosphorus desorption rates decreased with the increase of times of desorption,and the difference was greater in the first time.So the application of phosphorus should be restricted in vegetable field and paddy field,and the ground plants should be protected in forest which could decrease the loss of phosphorus by runoff.%为了揭示闽江流域不同土地利用方式对土壤磷的固定和释放机制,对闽江上游果园、茶园、旱地、水田、蔬菜地和林地几种利用方式土壤磷的吸附—解吸特征进行研究。
磷的吸附
目录
磷是植物生长发育所必需的三要素之一，磷素在土壤中具有
固定性强、移动性弱和当季利用率低的显著特点，因此磷素 的研究一直是农田土壤养分研究的热点，其中，对磷的吸附 与解吸的研究更是倍受关注 。 应用Langmuir等温吸附方程研究土壤对磷的吸附与解吸是70 年代来国际上土壤化学和土壤植物营养化学研究的重要领域。 80年代以来 ,我国也开始了这方面的研究。
研究进展
郭晓冬、张雪琴、杨玲通过对甘肃省主要农业区域的土壤对
磷的吸附与解吸特性的研究，得出结论：实测的等温吸附曲 线与常用的 Freundlich、Langmuir 及Temkin 的吸附模式均 很吻合,全部相关系数均达极显著水平。由吸附曲线得到的土 壤对磷的吸附特性值(k· )差异较大,东部地区较西部高, 覆 xm 盖黑垆土> 黄绵土> 黑麻土> 灌漠土。影响土壤吸磷的因素 主要是土壤有机质含量和阳离子代换量(CEC),有机质含量越 高,土壤对磷的吸附结合能越小,而吸磷量增加;土壤 吸附磷的解吸曲线不同层次与土壤吸附磷的结合方式不同有 关。水溶性磷加入土壤后,首先形成二钙磷,其次是Al- P, 再次 是八钙磷, 并逐渐形成更难溶的磷酸盐形式。
研究进展
曹志出，黄土性土壤对磷的吸附特性以简单Langmuir等温吸附 方程最为吻合，所有供试土壤的相关系数均达极显著水平。 Freundlich和 Temkin方程只有部分样品与之吻合。黄土性土 壤对磷的最大吸附量（qm）普遍较低 ,因此可以称为弱吸磷 能力的土壤。其中胶泥 、粘土、淤土〉两合土 、面砂土〉 砂土。影响黄土性土壤最大吸磷量的因子是游离氧化铁 、物 理性粘粒及碳酸钙含量 ,均达极显著正相关关系。有机质含 量和pH 值对黄土性土壤最大吸磷量的影响不稳定。黄土性 土壤的吸附磷的解吸率高 其中以两合土〉砂土〉淤土。等温 解磷曲线也可分成三个区域 ,代表各种不同能级的吸附磷被 解吸的过程。
底泥中磷的吸附-解吸特性研究进展
其 含量 进 行 测定 对 于解 释 湖 泊 富营 养 化 问题 、研 究 水 体 中磷 的 循 环 、迁 移转化 、生态 效应等 行 为都 具有 重要 意义 。 底 泥 中磷 的形态 会 由于受 到 很 多 因素 的影 响而 发 生 改变 ，如 湖 泊 与水 库 的地 理 位 置 、外 源污 染 负 荷 、周 边 居 民的 生产 、生 活 方 式 ，流 域 土壤 背 景 ，水 体 污染 的程度 及 其 水化 学 性 质 ，如 ｐ 、 Ｈ
［】 Ｇ ｃ ｅ ， ， ｃ ｅ ， ． ． ｈ ｒ １ ｏ ｍ ｃ ｏ ｒ ａ ｍ ４ ａ ｈ ｒ Ｒ Ｍ ｙ ｒ Ｊ Ｓ Ｔ ｅ ｏ ｅ ｆ ｉ ｒ ｏ ｇ ｎｉ ｓ ｓ 粒 吸 附 ，被 吸 附 的这 些 磷酸 盐 在 空 隙水 中 的磷 释 放 以后 ，便 会 通 ｎ ｂ¨ ｚ ｉ ｌ ａｎ ｘ ｏ ｏ ｐ ｓ ｈｏ ｕｓ ｎ ｅ ｍｅ ｓ 过 解吸 反 应再 补充 到 空隙 水 中去 。 （ ）铁氧 化物 解 吸 ，即 在底 泥 ｉ ｍｏ ｉ ａｔ Ｏｌ ｄ ｆｉ ａｔｉ ｎ ｆ ｈｏ ｐ ｒ ｉ ｓ ｄｉ ｎｔ ． ２ Ｈ ｄｒ ｂｉ ｏ ａ ９ ，２ ， ０３ ２１ ｙ ｏ ｏ１ ｇｉ １ ９３ ５３ １ —１ ． 中 特 别 是表 层 底 泥 ，大 多 数磷 酸 盐 以 非 晶质 或短 序 络 合物 形 态 呈 ［ 】 Ｐ ｎ ， ． ， ｕ ｒ Ｍ Ｔ， ａ ０ｒ ａ ， ． ． Ｋ ｉ ｎ Ｋ ． ５ ｅ ｎＭ ＲＡ ｅ， ． Ｖ ｎ ｍ ｎ Ｅ Ｌ ， ｏｒ ｅ Ｊ ｅ 共 价键 形 式 结 合 ，这 些 络 合物 与 水合 铁 氧 化 矿物 的成 分有 关 ，与 ｇｅｎｅｓ ｉｓ ａ ｎ ｅ ａｋ ｍｅｎｔｓ： 其 他形 态 的磷 相 比稳 定 性差 ， 因此 ， 当环 境 中 的氧 化 条件 被 改 变 Ｊ．．ＰｈｏｓＰｈｏｒｕｓ ｄ ｉ ｉ ｌ ｓｅｄ ｉ ｎｖｅｓｔｉ ｏｎｓ ｎｇ ａｃｔｉ ｏｎ ｅｃｈ ｎｉ ｑｕｅｓ ．Ｍａｒ ． 时 ，底 泥 中 的磷 极 易 被 释 放 ， 同 时也 能将 Ｆ ” 过还 原 作 用 变 为 ｉ ｇａｔｉ ｕｓｉ ｆｒ ｏｎａｔｉ ｔ ｅ通 Ｆｒ ｈｗ ｅ Ｒｅ ．１ ９ ４ ，８ —９ ． ｅｓ ａｔ ｒ ｓ ９ ５， ６ ９ ９ Ｆ ，从而 使 被 氧化 铁 束 缚 的磷 被释 放 出来 。 （ ）通 过底 泥 扰 动 ｅ ３ 【 】 Ｈ ｅ ｔ ｅ ， ． ． ， ｉ ｋ ｅｌ ， ． Ｆ ａ ｔ Ｏ Ｒ ｉ ｎ ｆ ６ ｉ ｌ ｊ ｓ Ａ Ｈ Ｍ Ｌ ｌ ｌ Ｌ ， ｒ ｃ ｉ ｎ ｔ ｏ ０ Ｊ ｌ ａ 会 使分 层 氧 化带 之 下 的孔 隙 中 的溶 解磷 在 水 体 中被释 放 出来 ｕ 。 ｎ ｇ ｃ ｈ ｐ ｏｒ ｓ ｎ ａｌ ｒ ｕｓ ｅ ｍｅ ｎｖｉ ｎ． ｓ ｒ 还 有 一些 研 究 认 为 ，鳌 合 剂 能将 矿物 态 磷 溶 解 。 由于 在磷 酸 盐 矿 ｉ ｏｒ ａｎｉ ｐ ｏｓ ｈ ｕ ｉ ｃ ｃａ ｅｏ ｓ ｄｉ ｎｔ ．Ｊ Ｅ ｏ Ｑ ａ ， ９ ０ ８ １ ０ １ ２ ｕ ｌ １ ８ ， ， － ． ３ ３ 物 中所 含 的铁 、铝 、钙 、镁 等 阳 离 子 ，都 极 有可 能形 成络 合 物 ， ［］ 秦伯 强 ， ７ 朱广伟 ， 张路 ， ． 等 大型 浅水 湖 泊沉 积 物 内院 营养 并 且容 易和 具 有鳌 合 跟 络合 能力 的 阴离 子 相 结合 ，从 而释 放 出底 以太 湖 为例 ． 中国科 学 （辑 ） ２ ０， ５ Ｄ ． ５ ３ ０ 泥 中被 固定 的 磷酸 根 离 子 。在 还 原条 件 下 ， 了解 有 机 质分 解 的 多 盐释 放 模 式 及 其估 算 方 法一 增 Ｉ）： ３ ４ ． ３ － ４ 少 是十 分 必 要 的 ， 因为 一 旦有 机 质分 解 的 不 完全 ，则 会产 生 许 多 （ 刊 Ｉ
我国主要类型土壤对稀土元素的吸附和解吸特征
我国主要类型土壤对稀土元素的吸附和解吸特征
冉勇;刘铮
【期刊名称】《中国稀土学报》
【年(卷),期】1992(10)4
【摘要】研究了我国主要类型土壤、高岭石和合成氧化物对混合稀土元素的吸附-解吸行为。
其对稀土元素的等温吸附可以用Langmuir、Freundlich和Temkin
方程描述。
决定其对稀土吸附量的因素,主要是粘土矿物类型和无定形氧化铁含量。
这两个因素和土壤的pH值决定土壤对稀土的吸附强度。
土壤中以及合成的铁、锰氧化物对稀土有强烈专性吸附作用。
【总页数】5页(P376-380)
【关键词】吸附;解吸;稀土族;土壤;氧化物
【作者】冉勇;刘铮
【作者单位】中国科学院地球化学研究所;中国科学院南京土壤研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S153
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黄河三角洲新生湿地磷分布特征及吸附解吸规律
第43卷 第4期Vol.43, No.4, 346–3512014年7月GEOCHIMICAJuly, 2014收稿日期(Received): 2013-12-14; 改回日期(Revised): 2014-04-02; 接受日期(Accepted): 2014-04-08基金项目: 国家自然科学基金项目(41001137, 41171216); 中国科学院烟台海岸带研究所“一三五”发展规划项目(Y254021031);中国科学院创新团队国际合作伙伴计划(KZCX2-YW-T14)作者简介: 孙军娜(1984–), 女, 博士研究生, 环境科学专业。
E-mail: jnsun@ * 通讯作者(Corresponding author): XU Gang, E-mail: gxu@ , Tel: +86-535-2109169Geochimica ▌ Vol. 43 ▌ No. 4 ▌ pp. 346–351▌ July, 2014黄河三角洲新生湿地磷分布特征及吸附解吸规律孙军娜1, 2, 徐 刚1*, 邵宏波1(1. 中国科学院 烟台海岸带研究所, 山东 烟台 264003; 2. 中国科学院大学, 北京 100049)摘 要: 采用改进的Hedley 磷分级方法研究了黄河三角洲新生湿地由河向海过渡带表层土壤磷形态变化和分布特征, 并通过等温吸附解吸实验阐明了沿程土壤对外源磷的持留能力和释放风险。
结果表明, 各样点无机磷占总磷93%以上, 是磷的主要存在形态。
土壤中有机磷含量较低, 可能与较低的有机质含量有关。
无机磷中稀盐酸磷是最主要存在形态, 与各样点Ca/Al 含量密切相关。
有效磷含量在18.6~33.4 mg/kg 之间, 仅占总磷的 3.2%~5.9%, 可能会限制湿地植物的生长。
覆有植被的土壤中有效磷含量显著高于河滩和海滩土壤, 说明植被存在对有效磷的积累有一定促进作用。
由吸附解吸实验可知, 加入较低浓度(0.05~5 mg/L)的外源磷时, 随着初始磷浓度的升高, 土壤对磷的吸附量增加, 吸附率为70%~99%, 解吸率小于7%, 这说明各样点土壤的除磷能力较强, 且流失风险较低。