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模拟酸雨淋溶下粤北土壤离子释放特征及机理研究

作　者: 徐炜
导　师: 廖柏寒；张利田；曾清如
学　校: 湖南农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 模拟酸雨土壤离子释放酸化淋溶试验土壤
分类号: X517
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文通过室内模拟酸雨淋溶土柱试验,研究粤北地区三种典型土壤（红壤、石灰土、紫色土）的离子释放特点及释放机制,主要分析了三种土壤中盐基离子(Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺)的淋溶特性,硅、铝元素的释放规律,阴离子(SO₄^2-、NO₃^-)的淋溶变化及淋出液的pH值变化特点。研究结果如下: 1.在模拟酸雨作用下,三种土壤的盐基离子释放量随模拟酸雨的酸度和淋溶量的增加而增加,但其增加幅度不一样。在模拟酸雨pH>3.6时,随pH值增加土壤的盐基离子释放总量增加较小;在pH≤3.6时,盐基离子的释放总量随pH值增加而明显增加。各盐基离子释放总量大小与原土壤中交换性盐基含量一致。土壤中单个盐基离子释放量大小为:Ca²⁺>Mg²⁺>Na⁺>K⁺。K⁺和Na⁺的释放量受酸雨pH值的影响不明显,而Ca²⁺和Mg²⁺在模拟酸雨pH≤3.6时,释放量随酸雨的pH值增大而明显增加,且Ca²⁺在盐基离子中起主要缓冲作用。模拟酸雨淋溶下的盐基离子释放总量大小与土壤类型有关。通常土壤pH值和CEC含量越高,盐基离子释放量越大,土壤酸化程度受酸雨的影响则愈小;土壤的pH值和CEC含量越低,盐基离子释放量越小。红色石灰土中含有丰富的Ca²⁺,CEC值和盐基饱和度高,其盐基离子的释放量显著高于其它两种土壤,且缓冲能力较大,对酸不敏感。紫色土和红壤的CEC值小对酸雨敏感,受酸雨酸度影响较大。比较各土壤对酸缓冲能力的大小可知,石灰土>紫色土>红壤。 2.模拟酸雨的酸度是影响土壤矿物风化速率的重要因素,当模拟酸雨pH值降低时,硅铝酸盐的酸性水解加速,导致硅和铝的大量释放,土壤矿物风化速度加快。在pH<3.6时,硅、铝的释放量明显上升:当pH>3.6时,硅、铝的释放量上升趋势平缓。同时,硅、铝释放量随模拟酸雨淋溶量增加而增大。经酸雨淋溶后土壤中铝的形态分布发生改变,交换态铝含量上升,吸附态羟基铝和有机结合态铝下降,模拟酸雨的pH值越低这种变化幅度越大;而非晶态铝硅酸盐变化趋势不明显。淋出液的pH值与铝的释放量有一定的关系,当淋出液的pH>4.5时,pH值越高铝释放量较低;而当淋出液pH值<4.5时,pH值越低铝释放量增加,说明淋出液pH<4.5后土壤即进入铝缓冲范围。模拟酸雨的pH值越小,淋出液中Al/（Ca+Mg）的比率上升得越大。从三种土壤Al/（Ca+Mg）的比率来看,在酸度高但盐基离子浓度低的酸雨作用下,紫色土和红壤淋出液中Al/（Ca+Mg）比值可能变得大于1.0,因而要注意酸沉降引起的铝毒性对这两种土壤的威胁。 3.土壤经pH>3.6的模拟酸雨淋溶后,淋出液中SO₄^2-的浓度较低;而pH<3.6的

全文目录

引言  10-21
  1 酸雨概况  10-13
    1.1 酸雨的概念  10
    1.2 酸雨的成因  10-11
    1.3 酸雨的化学组成  11-12
    1.4 国内外酸雨的研究简史  12-13
  2 酸雨对土壤系统的影响  13-19
    2.1 盐基离子淋溶释放  13-14
    2.2 铝硅的淋溶释放  14-16
      2.2.1 铝的活化  14-15
      2.2.2 硅的释放  15-16
    2.3 SO_4~(2-)和NO_3~-的吸附解吸  16-17
    2.4 土壤酸化及土壤对酸沉降缓冲能力  17-18
    2.5 对土壤微生物的影响  18-19
  3 本研究的目的、意义和内容  19-21
第1章研究材料和方法  21-24
  1.1 研究地概括  21
  1.2 土壤样品基本理化性质  21-22
  1.3 土柱淋溶试验  22-23
    1.3.1 模拟酸雨的配制  22-23
    1.3.2 动态淋溶  23
  1.4 测试项目与方法  23-24
第2章模拟酸雨对土壤盐基离子淋溶释放的影响  24-31
  2.1 土壤淋出液pH值的变化特点  24-25
  2.2 土壤盐基离子的淋失特点  25-29
    2.2.1 模拟酸雨pH值酸雨对盐基离子释放的影响  25-27
    2.2.2 盐基离子释放与模拟酸雨淋溶量之间的关系  27-29
    2.2.3 不同土壤的盐基淋溶释放特点  29
  2.3 小结  29-31
第3章模拟酸雨对森林土壤硅铝释放的影响  31-37
  3.1 模拟酸雨pH值对土壤硅铝累积释放的影响  31-32
  3.2 模拟酸雨淋溶量与土壤硅铝释放量的关系  32-33
  3.3 模拟酸雨淋溶下不同类型土壤对硅铝释放的差异  33-34
  3.4 铝的释放量与淋出液pH值的关系  34
  3.5 土壤溶液中铝浓度与钙镁浓度的比值  34-35
  3.6 小结  35-37
第4章模拟酸雨SO_4~(2-)和NO_3~-淋溶变化  37-40
  4.1 模拟酸雨的pH值对SO_4~(2-)、N_3~-淋出量的关系  37-39
  4.2 SO_4~(2-)淋出量与淋出液的pH值的关系  39
  4.3 小结  39-40
第5章模拟酸雨淋溶后土壤化学性质的变化  40-45
  5.1 模拟酸雨淋溶下土壤pH值变化  40
  5.2 模拟酸雨对土壤中交换性盐基含量的影响  40-41
  5.3 土壤铝的形态分布变化  41-43
  5.4 小结  43-45
结论  45-47
参考文献  47-51
致谢  51-52
作者简历  52

模拟酸雨淋溶下粤北土壤离子释放特征及机理研究

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