酸化土壤表面離子的反應(yīng)動力學(xué)

前言

　　隨著工業(yè)的快速發(fā)展，全球大氣酸沉降已被公認(rèn)為是威脅地球自然生態(tài)系統(tǒng)及人類生存環(huán)境的全球性環(huán)境問題，近幾十年來受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。我國酸性降雨的化學(xué)組成以硫酸鹽型酸雨為主，頻率高、酸性強(qiáng)，甚至還檢測到pH值低至3.0的降雨；酸雨控制區(qū)涉及長江以南14個(gè)省、自治區(qū)和直轄市，且酸雨分布較嚴(yán)重地區(qū)廣泛分布著酸性和強(qiáng)酸性土壤，且對大氣酸沉降有較大的敏感性?！　∥覈戏降貐^(qū)酸沉降污染相當(dāng)嚴(yán)重，已成為世界第三大酸沉降區(qū)，酸沉降造成的土壤酸化面積正在迅速擴(kuò)展，土壤酸化的程度也在加劇。酸沉降引發(fā)的土壤加速酸化過程及其后果已被人們越來越清楚地認(rèn)識，其本質(zhì)是外源氫離子進(jìn)入土壤，并與土壤固相反應(yīng)，釋放出鋁離子和鐵離子等，水解后又產(chǎn)生新的氫離子，這種周而復(fù)始的循環(huán)反應(yīng)致使土壤加速酸化。在我國南方高溫多雨的氣候條件下，土壤酸化程度的加劇導(dǎo)致土壤中養(yǎng)分離子的淋失，使土壤日趨貧瘠化，同時(shí)釋放出致害鋁離子和重金屬等污染物，特別是鋁離子和重金屬離子活化度提高，可能達(dá)到對植物生長有害的水平，使森林退化死亡、農(nóng)作物減產(chǎn)及品質(zhì)下降，并污染地表水和地下水，對農(nóng)業(yè)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的威脅，從而成為制約土壤肥力質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量和健康質(zhì)量的主要障礙因子。

內(nèi)容概要

本書以“973”項(xiàng)目“土壤質(zhì)量演變規(guī)律與持續(xù)利用”（G19990118）的子課題“紅壤酸化過程、致害機(jī)理和調(diào)控理論”（G1999011801—3）的研究成果為主線編著而成。全書共分12章，概述了酸沉降造成的土壤中養(yǎng)分離子的淋失，釋放出致害鋁離子和重金屬離子污染物等問題，針對高質(zhì)量紅壤的定向培育與農(nóng)業(yè)持續(xù)利用對策，分析了紅壤質(zhì)量演變潛在的危害因素、存在的主要問題和解決措施及未來的發(fā)展方向。    本書可供從事土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及農(nóng)學(xué)的研究、教學(xué)和生產(chǎn)人員閱讀參考，也可供各級政府的農(nóng)業(yè)部門參考。

書籍目錄

前言第一章  酸沉降對土壤加速酸化和環(huán)境的影響  第一節(jié)  土壤酸化  第二節(jié)  酸沉降的化學(xué)組成對土壤酸化的影響  第三節(jié)  酸沉降下重金屬離子的活化第二章  酸沉降下土壤酸化過程的化學(xué)控制機(jī)制  第一節(jié)  鋁的緩沖機(jī)制  第二節(jié)  陽離子的緩沖機(jī)制  第三節(jié)  碳酸鹽的緩沖機(jī)制  第四節(jié)  SO*固定的作用  第五節(jié)  有機(jī)質(zhì)的緩沖作用  第六節(jié)  土壤酸化過程的化學(xué)控制機(jī)制與酸化模型  第七節(jié)  土壤表面的化學(xué)性質(zhì)與雙電層理論第三章  酸沉降對生態(tài)環(huán)境的影響  第一節(jié)  我國酸沉降的狀況  第二節(jié)  酸沉降對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響  第三節(jié)  酸沉降對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響  第四節(jié)  酸沉降對人類健康的影響第四章  土壤K+離子反應(yīng)動力學(xué)  第一節(jié)  土壤K+離子反應(yīng)動力學(xué)  第二節(jié)  模擬酸雨對不同土層K+淋失規(guī)律的影響第五章  土壤Ca2+離子反應(yīng)動力學(xué)  第一節(jié)  酸沉降下H+—Ca2+在紅壤表面的動力學(xué)特征  第二節(jié)  酸沉降下H+—ca2+在紅壤表面反應(yīng)的能量特征  第三節(jié)  模擬酸雨下Ca的解吸動力學(xué)第六章  土壤H+和Al3+離子釋放動力學(xué)  第一節(jié)  酸雨淋溶對土層酸度的影響  第二節(jié)  模擬酸雨對酸性土壤鋁溶出的影響  第三節(jié)  低分子量有機(jī)酸對鋁溶出的影響第七章  土壤磷的釋放動力學(xué)  第一節(jié)  酸性土壤上磷礦粉釋磷機(jī)理與農(nóng)學(xué)效應(yīng)  第二節(jié)  土壤吸附磷特性對磷礦粉供磷的影響  第三節(jié)  磷礦粉中磷和鈣溶出動力學(xué)特性第八章  土壤重金屬cd的反應(yīng)動力學(xué)  第一節(jié)  酸性土壤中重金屬Cd的吸附與運(yùn)移特性研究  第二節(jié)  模擬酸雨下Cd的解吸動力學(xué)  第三節(jié)  有機(jī)酸解吸土壤及礦物表面Cd的動力學(xué)特征第九章  酸性條件下重金屬Pb的反應(yīng)動力學(xué)  第一節(jié)  酸性條件下可變電荷土壤表面Pb2+—H+反應(yīng)動力學(xué)特征  第二節(jié)  酸性條件下紅壤表面Ph反應(yīng)動力學(xué)的能量特征第十章  酸性條件下重金屬zn的反應(yīng)動力學(xué)  第一節(jié)  酸性條件下可變電荷土壤對鋅吸附動力學(xué)特征  第二節(jié)  酸性條件下紅壤表面Zn2+—H+反應(yīng)動力學(xué)的能量特征第十一章  酸性條件下重金屬Cu的反應(yīng)動力學(xué)  第一節(jié)  酸性條件下可變電荷土壤對銅吸附動力學(xué)  第二節(jié)  酸性條件下H+—Cu在紅壤表面反應(yīng)的能量特征第十二章  應(yīng)用Multi—Langmuir模型評價(jià)土壤的表面特性  第一節(jié)  Multi—Langmuir模型  第二節(jié)  應(yīng)用Multi—Langmuir模型評價(jià)土壤的表面電荷特性參考文獻(xiàn)附件  附件一  附件二

章節(jié)摘錄

　　交換態(tài)鋁、羥基鋁、有機(jī)配合態(tài)鋁雖在量上不大，不到全鋁量的2％，卻是各級鋁形態(tài)中較活躍的部分，在生態(tài)環(huán)境和鋁形態(tài)轉(zhuǎn)化上具有重要意義。交換態(tài)鋁或羥基鋁都能與有機(jī)配體配合形成有機(jī)配合態(tài)鋁，有機(jī)配合態(tài)鋁的形成使對生物有毒性的鋁形態(tài)（交換態(tài)鋁和吸附態(tài)羥基鋁等）轉(zhuǎn)化為無毒或少毒的形態(tài)。無論土壤中有機(jī)鋁含量的高低，在酸性條件下紅壤中有機(jī)絡(luò)合態(tài)鋁都較無機(jī)態(tài)鋁相易活化。當(dāng)有機(jī)鋁含量較低時(shí)，初期以有機(jī)鋁的活化為主，在持續(xù)酸性條件下有機(jī)絡(luò)合態(tài)鋁活化量逐步減小，出現(xiàn)明顯的虧損趨勢。紅壤因強(qiáng)烈風(fēng)化，有機(jī)質(zhì)大量氧化和淋失，含量相對較少，無機(jī)鋁的活化的重要性顯現(xiàn)出來了，后期因有機(jī)鋁虧損程度增大，無機(jī)鋁活化的相對比例增大（朱茂旭等，2002a，2002b）。Mulder el al（1989）和Berggren et al（1998）研究了酸化的森林土壤，地表土壤以有機(jī)絡(luò)合態(tài)鋁活化占絕對優(yōu)勢；當(dāng)有機(jī)絡(luò)合態(tài)鋁含量較高時(shí)，在持續(xù)酸性條件下有機(jī)鋁的虧損將會得到緩解。有機(jī)態(tài)鋁的虧損有著重要的生態(tài)環(huán)境意義，一旦有機(jī)態(tài)鋁庫虧損，鋁的活化能力將大幅度下降，土壤溶液中的可溶性鋁濃度也將下降，隨之而來的是土壤的酸緩沖能力下降，H+不能得到及時(shí)緩沖而導(dǎo)致濃度升高。

圖書封面

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