地下水系统砷的吸附:表面络合模型应用与发展

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作者 苏莉莉 黄爽兵 +1 位作者 黄炜朝 李宁昱 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第7期72-84,共13页

砷在地下水系统中的吸附过程对地下水质量有着重要影响,值得深入研究。该研究在总结含水层中砷吸附的主要机制基础上,系统介绍了表面络合模型(SCM)的基本原理及其在砷吸附研究方向的应用发展情况。铁氧化物、黏土矿物和有机质组分作为... 砷在地下水系统中的吸附过程对地下水质量有着重要影响,值得深入研究。该研究在总结含水层中砷吸附的主要机制基础上,系统介绍了表面络合模型(SCM)的基本原理及其在砷吸附研究方向的应用发展情况。铁氧化物、黏土矿物和有机质组分作为沉积物中主要的砷吸附剂,以其差异化的吸附剂特性和作用机制控制着砷的吸附行为,同时,pH、共存离子等环境因素对砷的吸附起到调控作用。SCM以热力学和表面配位理论为基础,依据不同的双电层模型结构与配位反应设计,从微观机理揭示砷的吸附特性:其在阴离子(PO_(4)^(3-)、HCO_(3)^(-))与砷的竞争吸附效应解析、As(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)-腐殖酸三元配合物形成机制阐释、阳离子桥络合比例量化等多组分协同反应体系及反应运移水文地球化学过程耦合探究中展现出显著优势。但模型依然存在诸如对沉积物复杂环境考虑不足、模型参数不确定性等问题。未来需开发整合铁氧化物与有机质等多组分的SCM,构建科学、统一的模型参数优化框架,以及优化SCM在反应性溶质运移中的变边界模型耦合问题,为砷污染防控提供更强健的支持。 展开更多

关键词 地下水 砷 沉积物 铁氧化物 表面络合模型

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镁改性增强小麦秸秆生物炭对镉的吸附能力:表面络合模型研究 被引量：4

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作者 王室苹 李梅 +1 位作者 安娅 秦好丽 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期617-625,共9页

近年来研究改性生物炭有效去除水中重金属成为热门,但使用表面络合模型从微观探讨生物炭对镉的吸附机理鲜见报道。通过MgCl2与小麦秸秆生物炭(WB)共热解制备镁改性生物炭(MgWB)。SEM-EDS、FTIR和BET等表征显示镁成功接枝到生物炭,Mg的... 近年来研究改性生物炭有效去除水中重金属成为热门,但使用表面络合模型从微观探讨生物炭对镉的吸附机理鲜见报道。通过MgCl2与小麦秸秆生物炭(WB)共热解制备镁改性生物炭(MgWB)。SEM-EDS、FTIR和BET等表征显示镁成功接枝到生物炭,Mg的质量分数增加了3.97%,生物炭表面新增Mg-O峰且-OH、-C-O峰增强,镁改性未改变小麦秸秆的条状管道主体结构但比表面积降低9.94%。293-313 K的等温吸附曲线表明改性前后生物炭的吸附行为均符合Langmuir模型,MgWB在313 K时最大饱和吸附密度(3.50μmol·m-2)是WB的3.7倍。Boehm滴定实验显示改性使总酸性官能团增加13.4%,其中代表高、中、低亲和型官能团的羟基、内酯基、羧基浓度分别增加4.28%、8.92%和0.178%。电位滴定曲线显示镁改性导致生物炭的pHpzc从9.2降为5.3,不同pH条件下Cd2+的吸附边实验中WB和MgWB吸附率达90%所需pH分别为9和6,结果表明吸附平衡所需pH值与pHpzc有关,且pHpzc的改变会导致生物炭表面位点类型在不同pH条件下的镉吸附差异。利用非静电表面络合模型NEM、以广义复合法进行拟合,最佳参数计算的位点分布曲线显示WB和MgWB的吸附贡献主要为高亲和型位点,该位点与Cd^(2+)的吸附态浓度达到最高值所对应的pH分别为10和7;模型拟合参数pKa和pK≡SOCd+表明镁改性导致生物炭表面官能团的质子化能力降低,与Cd^(2+)的络合能力增强。镁改性可以丰富生物炭表面官能团,通过增加表面位点浓度和降低pHpzc有效改善生物炭对重金属的吸附。本研究在使用非静电表面络合模型拟合中将表面位点类型的吸附贡献与pHpzc结合讨论微观吸附机理,为生物炭-重金属的相互作用提供了一种新的量化手段。 展开更多

关键词 生物炭 CD 镁改性 非静电表面络合模型 表面酸碱性质 吸附 小麦秸秆

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贵州泥质灰岩中性自然与耕作黄壤镉的表面络合模型 被引量：1

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作者 李万利 安娅 +3 位作者 李梅 李治梅 杨阳 秦好丽 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2704-2716,共13页

贵州省黄壤Cd污染形势严峻,而地域性及母质分异会引起土壤表面酸碱性质及其对重金属Cd吸附行为的差异.本研究以贵州省黔西林泉镇泥质灰岩发育的不同深度4层中性自然黄壤和耕作黄壤为研究对象,基于土壤理化性质、连续电位滴定实验、不同p... 贵州省黄壤Cd污染形势严峻,而地域性及母质分异会引起土壤表面酸碱性质及其对重金属Cd吸附行为的差异.本研究以贵州省黔西林泉镇泥质灰岩发育的不同深度4层中性自然黄壤和耕作黄壤为研究对象,基于土壤理化性质、连续电位滴定实验、不同pH下两土壤对Cd的吸附实验,利用1-site/2-pKa表面络合模型(SCM)探究两土壤表面酸碱性质,模拟两土壤对Cd的吸附行为及其形态分布,同时探究耕作对土壤表面酸碱性质及其对Cd吸附行为的影响,并通过相关性分析解析两土壤组成与表面酸碱性质的关系.结果表明,基于电位滴定实验和SCM计算所得的两土壤表面位点浓度(Hs)和表面位点密度(D_(s))随土层深度基本呈下降趋势,自然黄壤Hs大于耕作黄壤,D_(s)反之.电荷零点的模型计算值(pHpzc,SCM)与实验值(pHpzc,M)十分接近且变化趋势一致,表明该模型对于泥质灰岩中性黄壤的表面酸碱性质具有较好的适用性.结合不同pH下两土壤对Cd的吸附实验,利用SCM拟合获得的吸附态、溶解态曲线与实验数据吻合好(r≥0.98),模型拟合≡SOH_(2)^(+)、≡SOH、≡SO−的3种表面位点的形态分布揭示Cd在不同pH下的吸附特征,说明1-site/2-pKa SCM可预测不同酸碱条件下Cd的存在形态及其在泥质灰岩中性土壤上的吸附行为.通过土壤酸碱性质参数和组分的相关性分析表明两土壤的表面酸碱活性位点主要受有机质影响,而土壤pHpzc基本由铁铝氧化铁决定.因耕作施肥造成自然黄壤与耕作黄壤之间有机质含量的差异,使耕作黄壤表现出较弱的缓冲能力和较大的缓冲范围;两土壤pHpzc较为接近,导致Cd的吸附行为无明显差异.研究显示,1-site/2-pKa SCM可用于准确描述泥质灰岩中性黄壤表面酸碱性质及Cd的吸附特征. 展开更多

关键词 贵州泥质灰岩 中性黄壤 CD 表面络合模型 表面酸碱性质 吸附 耕作.

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铅镉在玄武岩黄壤中的吸附行为及表面络合模型研究

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作者 张志涛 安娅 +2 位作者 李梅 杨阳 秦好丽 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1388-1400,共13页

【目的】为探究贵州黄壤对污染毒性较强的铅(Pb)和镉(Cd)元素的吸附特征及吸附机制,针对性地为农业土壤重金属Pb、Cd污染防治提供理论依据。【方法】以贵州省不同位点玄武岩母质黄壤为研究对象,根据1-site/2-p Ka广义复合表面络合模型(S... 【目的】为探究贵州黄壤对污染毒性较强的铅(Pb)和镉(Cd)元素的吸附特征及吸附机制,针对性地为农业土壤重金属Pb、Cd污染防治提供理论依据。【方法】以贵州省不同位点玄武岩母质黄壤为研究对象,根据1-site/2-p Ka广义复合表面络合模型(SCM)理论的相关公式,结合黄壤理化性质测定实验、电位滴定实验和Pb、Cd的吸附边实验,获得黄壤表面酸碱性质参数即模型参数,然后利用1-site/2-p Ka SCM模拟黄壤表面3种活性位点形态分布情况以及不同pH下的Pb、Cd吸附行为,探讨黄壤对Pb、Cd的吸附特征及吸附机理,进行相关性分析,解析影响黄壤对Pb、Cd吸附的因素。【结果】根据SCM理论相关公式,计算获得4个黄壤样品的电荷零点pHpzc,SCM分别为5.040、5.549、7.984、4.297,表面位点浓度(Hs)分别为0.137,0.183,0.181,0.308 mol/kg,表面位点密度(Ds)分别为4.519,2.571,2.122,3.664 sit/nm^(2);通过SCM模拟了不同pH条件下黄壤表面≡SOH2+、≡SOH、≡SO-形态的变化,并初步解释了Pb、Cd在黄壤表面的吸附机理,同时拟合了不同pH下Pb、Cd在黄壤表面的吸附行为(相关系数R≥0.96),说明SCM适用于描述黄壤表面Pb、Cd的吸附特征。吸附边实验表明Pb、Cd初始浓度以及土壤环境的pH均会影响Pb、Cd在黄壤表面的吸附行为,且Pb、Cd在黄壤表面的吸附存在差异;黄壤对Pb的吸附能力大于Cd,不仅源于Pb具有更小的水合离子半径和更大的水解常数,且由SCM计算络合平衡常数lg KSOPb大于lg KSOCd,表明Pb在黄壤表面形成的络合物比黄壤Cd的络合物稳定。相关性分析表明黄壤Hs主要受铁铝氧化物和有机质的影响,pH对黄壤pHpzc及lg KSOCd、lg KSOPb有重要影响。【结论】1-site/2-p Ka SCM对于准确描述贵州玄武岩母质黄壤表面Pb、Cd吸附特征及解释Pb、Cd的吸附机制具有很好的适用性,可为重金属在农业土壤中的迁移转化行为研究提供参考。 展开更多

关键词 玄武岩黄壤 PB CD 表面络合模型 吸附特征 吸附机制

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基于恒电容表面络合模型预测土壤中As(Ⅴ)吸附行为研究

5

作者 薛沁 李焱 +1 位作者 郁何敏 王玉军 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期278-284,共7页

吸附是控制As在土壤中迁移的重要过程之一,为了预测As(Ⅴ)在土壤中的吸附过程,使用恒电容表面络合模型(CCM)模拟As(Ⅴ)在土壤中的吸附行为,获取As(Ⅴ)在土壤上吸附的表面络合常数,建立土壤基本理化性质(pH、有机质、碳酸钙、无定形铁/铝... 吸附是控制As在土壤中迁移的重要过程之一,为了预测As(Ⅴ)在土壤中的吸附过程,使用恒电容表面络合模型(CCM)模拟As(Ⅴ)在土壤中的吸附行为,获取As(Ⅴ)在土壤上吸附的表面络合常数,建立土壤基本理化性质(pH、有机质、碳酸钙、无定形铁/铝/锰、总铁)与As(Ⅴ)表面络合参数的线性回归模型,以阐明As在土壤中吸附的主控因子。结果显示,As(Ⅴ)在不同类型的土壤中表现出不同的吸附特征,恒电容模型能够很好地模拟As(Ⅴ)在不同pH下的吸附特性(R^(2)为0.71~0.96),通过CCM模型拟合得到As(Ⅴ)在土壤表面的3个表面络合常数,绝大部分土壤lg K_(1)比lg K_(2)和lg K_(3)的值要大,说明As(Ⅴ)在土壤中的吸附相较于单齿络合物更偏向于形成双齿双核的络合物。As(Ⅴ)表面络合常数与土壤性质间的回归分析结果表明,As(Ⅴ)表面络合常数主要受土壤pH和无定形铁、无定形锰含量的影响。为了进一步验证上述线性模型的普适性,利用文献数据中土壤性质数据预测不同土壤上As(Ⅴ)的表面络合常数,并结合CCM模型预测了As(Ⅴ)在文献土壤中的吸附量,预测值和实测值具有很好的相关性,说明该模型具有一定的普适性。 展开更多

关键词 表面络合模型 As(Ⅴ) 吸附 恒电容模型 广义复合模式

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贵州砂页岩母质黄壤镉吸附及表面络合模型研究 被引量：5

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作者 刘艳 宋瑞明 +4 位作者 杨阳 程鹏飞 安娅 李梅 秦好丽 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1715-1724,共10页

重金属在土壤中的吸附行为受土壤表面酸碱性质的影响.贵州酸性黄壤镉(Cd)污染形势严峻,研究黄壤中Cd的吸附特征及形态变化对镉的防控和治理具有重要意义.本文以贵州省百花湖镇不同深度的砂页岩母质黄壤为供试土壤,基于连续酸碱电位滴定... 重金属在土壤中的吸附行为受土壤表面酸碱性质的影响.贵州酸性黄壤镉(Cd)污染形势严峻,研究黄壤中Cd的吸附特征及形态变化对镉的防控和治理具有重要意义.本文以贵州省百花湖镇不同深度的砂页岩母质黄壤为供试土壤,基于连续酸碱电位滴定试验,利用1-site/2-pKa表面络合模型(SCM),探讨土壤表面酸碱性质;基于不同pH下黄壤Cd吸附试验,运用SCM模拟Cd的吸附行为及其形态分布;同时解析黄壤组成与表面酸碱性质的相关性.结果表明:(1)SCM计算所得腐质层(0~45 cm)、淋溶层(>45~57 cm)、淀积层(>57~81 cm)、风化层(>81~110 cm)、母质层(>110~183 cm)土壤表面位点浓度(Hs)随深度的增加大致呈下降趋势,各层H_(s)分别为0.120、0.090、0.097、0.056、0.055 mol/L,而电荷零点(pH_(pzc,SCM))变化趋势与之相反,分别为4.83、4.71、4.61、4.96、4.98,pH_(pzc,SCM)与试验测定数据(pH_(pzc,M))接近且变化趋势一致,说明1-site/2-pK_(a)SCM适用于黄壤的表面酸碱性质研究.(2)Cd吸附试验表明,随pH的增加,Cd从溶解态逐渐转向吸附态,并在pH=7附近达到完全吸附;SCM拟合得到的不同pH下Cd的溶解态和吸附态浓度与吸附试验数据吻合良好(相关系数R≥0.995),且Cd的吸附行为与不同pH下黄壤表面位点3种形态(≡SOH_(2)^(+)、≡SOH、≡SO^(−))分布的模拟结果一致,≡SOH_(2)^(+)、≡SO^(−)分别为pHpH_(pzc)时的主要形态,揭示了黄壤表面酸碱性质对Cd吸附行为的影响机制,进一步说明SCM适用于描述Cd随土壤pH变化的吸附特征.(3)相关性分析表明,有机质、游离氧化铁对Hs起主要作用,不同深度土壤的电荷零点(pHpzc)则主要由土壤中的黏土矿物、石英等无机胶体控制.研究显示,利用1-site/2-pK_(a)SCM可以准确描述贵州省酸性黄壤的表面酸碱性质以及Cd的吸附特征及其形态分布,可为重金属在土壤中的迁移转化行为研究提供新思路. 展开更多

关键词 贵州砂页岩黄壤 Cd 表面络合模型 土壤酸碱性质 吸附

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1-site/2-pK_(a)表面络合模型预测土壤中Cd^(2+)的吸附及生物有效性 被引量：3

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作者 郁何敏 李焱 +1 位作者 石振清 王玉军 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1211-1220,共10页

土壤中重金属的生物有效性与其在土壤中的吸附行为密切相关,本研究选取我国9个不同类型的非石灰性土壤,探究了Cd^(2+)在土壤中的吸附过程。通过电位滴定获得土壤表面酸碱性质(pK_(a1)和pK_(a2)),基于1-site/2-pK_(a)模型,使用ECOSAT和FI... 土壤中重金属的生物有效性与其在土壤中的吸附行为密切相关,本研究选取我国9个不同类型的非石灰性土壤,探究了Cd^(2+)在土壤中的吸附过程。通过电位滴定获得土壤表面酸碱性质(pK_(a1)和pK_(a2)),基于1-site/2-pK_(a)模型,使用ECOSAT和FIT拟合得到土壤与Cd^(2+)的络合常数(lg K(SOCd^(+))),结果显示该模型能很好地描述Cd^(2+)在土壤中的吸附过程。为了进一步探究土壤性质对Cd吸附固定的影响,通过逐步回归分析了pK_(a1)、pK_(a2)、lg K(SOCd^(+))与土壤性质间的关系,发现土壤pH和CEC是pK_(a1)的主控因子,土壤pH同时也是pK_(a2)、lg K(SOCd^(+))的主控因子。为了验证模型的可靠性,结合历史文献,基于土壤pH和CEC预测了历史文献中土壤表面酸碱性质和lg K(SOCd^(+)),利用得到的参数预测了Cd的吸附过程,发现预测值与实测值之间有很好的相关性,该模型能解释86%的变异。此外,利用回归模型得到的结合常数预测了历史文献中土壤溶液中的Cd含量,发现模型预测的Cd含量与蚯蚓体内Cd含量同样具有很好的相关性,能解释83%的变异。本研究基于Cd^(2+)在不同性质土壤中的吸附行为,使用广义复合法建立的表面络合模型可以描述Cd^(2+)在非石灰性土壤中的吸附与分配过程。 展开更多

关键词 CD 表面络合模型 吸附行为 表面络合常数 生物有效性

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离子背景和磷对土壤中镉、铜溶解度的影响及表面络合机制

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作者 叶津彤 史振新 +2 位作者 李金波 翁莉萍 韩烈保 《环境化学》 北大核心 2025年第9期2492-2502,共11页

为深入理解不同环境因素影响下土壤镉(Cd)、铜(Cu)的环境行为,本研究通过批处理吸附实验结合天然有机质-电荷分配模型(NOM-CD)计算的手段,探究了离子背景(Na^(+)和Ca^(2+))、PO_(4)^(3-)、pH对土壤中Cd和Cu溶解度的影响及微界面反应机制... 为深入理解不同环境因素影响下土壤镉(Cd)、铜(Cu)的环境行为,本研究通过批处理吸附实验结合天然有机质-电荷分配模型(NOM-CD)计算的手段,探究了离子背景(Na^(+)和Ca^(2+))、PO_(4)^(3-)、pH对土壤中Cd和Cu溶解度的影响及微界面反应机制.结果表明:1)土壤pH升高导致的静电协同作用对Cd溶解性起主导作用,pH高于6时土壤溶液中可溶性有机质(DOM)含量的升高是控制Cu溶解性的关键因子.pH低于6时,PO_(4)^(3-)和Ca^(2+)增加了Cd、Cu的溶解性,这是由于Ca^(2+)的静电排斥作用和PO_(4)^(3-)的位点竞争作用.2)根据NOM-CD模型计算,低pH条件下金属氧化物表面Stern层内吸附态天然有机质(HNOM)的量更少,土壤溶液中可溶性有机质含量更低,说明PO_(4)^(3-)的位点竞争作用使NOM主要吸附在Stern层之外.添加PO_(4)^(3-)使HNOM降低,DOM含量增高,这是由于PO_(4)^(3-)的位点竞争和静电排斥作用.Ca^(2+)背景下HNOM降低,DOM含量降低,说明Ca^(2+)主要促进NOM在Stern层之外累积.3)pH低于4.5时,Cd和Cu主要吸附在NOM上,pH高于4.5时金属氧化物是主要的吸附界面,且与NOM形成的阳离子桥三元配合物是金属氧化物吸附态Cd、Cu的主要化学形态.研究结果可进一步丰富对多因素影响下Cd、Cu在土壤固-液界面反应过程的理解,以期为科学准确进行土壤Cd、Cu风险评估提供理论支撑. 展开更多

关键词 离子背景 磷酸盐 重金属 吸附 化学形态 表面络合模型

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可变电荷土壤表面酸碱性质与模型研究进展 被引量：10

9

作者 程鹏飞 王莹 +3 位作者 李芳柏 秦好丽 彭叶棉 刘同旭 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期516-527,共12页

可变电荷土壤表面酸碱性质是指土壤与质子的结合能力,主要包括表面质子反应活性位点密度Ds、电荷零点pHpzc以及质子化、去质子平衡常数pKa。表面酸碱性质对于评估土壤酸碱缓冲能力、揭露酸化机制有重要意义,也是探究阳离子和阴离子在土... 可变电荷土壤表面酸碱性质是指土壤与质子的结合能力,主要包括表面质子反应活性位点密度Ds、电荷零点pHpzc以及质子化、去质子平衡常数pKa。表面酸碱性质对于评估土壤酸碱缓冲能力、揭露酸化机制有重要意义,也是探究阳离子和阴离子在土壤固液间的分配,控制微量元素移动性和生物有效性的重要土壤性质之一。本文综述了通过表面络合模型获取表面酸碱性质参数的方法以及研究复杂土壤体系的两种方法。电荷零点pHpzc主要通过宏观滴定实验获得,但需要不断优化实验操作来减少无意义因素的影响。而表面质子反应活性位点密度Ds和质子化、去质子化平衡常数pKa,则通常分别通过Gran函数和直线外推法计算等方法得到。目前,土壤活性成分金属氧化物、黏土矿物及腐殖质表面酸碱性质已通过表面络合模型得到广泛研究,研究方法和相关数据已逐渐趋于完善。而随着表面络合模型的发展,土壤混合体系表面酸碱性质的研究也在不断加深。组分添加法通过各组分表面性质的加和来预测质子在土壤和溶液中分配和形态,目前已从矿物聚合模型扩展到矿物-有机物聚合模型,因为有机物和矿物组分之间的相互作用对于研究相当重要。而广义复合法假设土壤表面性质均一,依据实验吸附数据和表面积拟合获得表面酸碱性质,现在已发展为n-site/n-pKa,并建立了一种通过土壤化学性质预测表面酸碱性质广义回归方程。最后,文章探讨了表面络合模型相关研究应该解决的科学问题,以及土壤表面酸碱性质研究在未来的趋势。 展开更多

关键词 土壤表面酸碱性质 表面络合模型 组分添加法 广义复合法

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蒙脱石表面电荷特性研究及模拟 被引量：8

10

作者 曹晓强 陈亚男 +4 位作者 张燕 邱俊 李琳 吕宪俊 赵晓菲 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期152-156,共5页

以钠基蒙脱石为研究目标,利用酸碱电位滴定方法并结合表面络合模型,对蒙脱石表面电荷特性进行了实验研究及理论计算。结果表明,溶液离子强度为0.1,0.01和0.001 mol/L,蒙脱石的表面零净质子电荷点(pH_(PZNPC))分别为6.26,7.47和8.18,并且... 以钠基蒙脱石为研究目标,利用酸碱电位滴定方法并结合表面络合模型,对蒙脱石表面电荷特性进行了实验研究及理论计算。结果表明,溶液离子强度为0.1,0.01和0.001 mol/L,蒙脱石的表面零净质子电荷点(pH_(PZNPC))分别为6.26,7.47和8.18,并且pH_(PZNPC)与溶液离子强度的对数呈良好的线性关系;pH值<pH_(PZNPC),蒙脱石的质子化反应发生在结构电荷位和可变电荷位,pH值>pH_(PZNPC),蒙脱石的去质子化反应则主要发生在可变电荷位。在质子化-去质子化反应中,蒙脱石表面的结构电荷不会被中和。 展开更多

关键词 蒙脱石 表面络合模型 结构电荷 可变电荷 电位滴定

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重金属随泥沙迁移过程的数学模型 被引量：8

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作者 王靖宇 方红卫 +2 位作者 黄磊 陈益山 何国建 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期225-232,共8页

为更加准确地模拟重金属随泥沙迁移的过程,避免传统模型在描述重金属的吸附解吸时只能片面地考虑简单物理过程的不足,在水沙输移模拟的基础上,同时考虑了重金属随泥沙迁移的物理和化学过程,建立了完整的水动力-泥沙-重金属迁移数学模型... 为更加准确地模拟重金属随泥沙迁移的过程,避免传统模型在描述重金属的吸附解吸时只能片面地考虑简单物理过程的不足,在水沙输移模拟的基础上,同时考虑了重金属随泥沙迁移的物理和化学过程,建立了完整的水动力-泥沙-重金属迁移数学模型。模型利用泥沙颗粒表面复杂形貌与电荷的关系来修正表面络合模型并以此分析了水体中的重金属与泥沙颗粒表面基团间的化学成键作用,同时根据化学反应的不同条件,并结合床面冲淤,将床面泥沙分为有氧层和无氧层分别考虑重金属的沉积与再释放。模型模拟了水槽试验中重金属Ni随泥沙迁移的情况,计算结果与实测数据的对比表明了建立的模型可以合理地反映重金属随泥沙的迁移过程。 展开更多

关键词 数学模型 水沙输移 重金属 表面络合模型 泥沙表面特性

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电位滴定法研究可变电荷土壤表面酸碱性质的进展 被引量：2

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作者 温晓翠 李九玉 +1 位作者 宋洁 陶亮 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期910-923,共14页

我国长江以南地区的土壤富含铁铝氧化物,其土壤胶体表面电荷具有可变性,显著不同于温带地区的恒电荷土壤,因而称之为可变电荷土壤。开展可变电荷土壤的表面特性研究对农业可持续发展、土壤资源保护等均具有重要的现实意义。电位滴定法... 我国长江以南地区的土壤富含铁铝氧化物,其土壤胶体表面电荷具有可变性,显著不同于温带地区的恒电荷土壤,因而称之为可变电荷土壤。开展可变电荷土壤的表面特性研究对农业可持续发展、土壤资源保护等均具有重要的现实意义。电位滴定法是开展可变电荷土壤表面特性研究最直接有效的方法。本文首先总结了电位滴定法的实验条件设置对可变电荷土壤表观电荷零点的影响,在此基础上,归纳了应用电位滴定法结合表面络合模型开展可变电荷土壤酸碱特性的研究进展,分类讨论了黏土矿物组成、氧化物、有机质等相关影响因子对可变电荷土壤酸碱缓冲能力的影响,并展望可变电荷土壤表面酸碱缓冲能力的未来研究。本文将有助于初学者理解可变电荷土壤,呼吁更多学者关注可变电荷土壤的酸碱缓冲特性研究及其在土壤资源可持续利用中所起的重要作用。 展开更多

关键词 可变电荷土壤 电荷零点 电位滴定 表面络合模型 土壤资源

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土壤/沉积物中氧化物对磷和重金属行为的影响 被引量：2

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作者 刘义 《四川林业科技》 2014年第3期13-20,共8页

土壤/沉积物中的铁、锰和铝的(氢)氧化物对磷和重金属的吸附解吸,在极大程度上控制着这些元素在土壤/沉积物和水体中的浓度、形态和迁移转化,关系到人类健康。本文列举了磷和重金属的环境效应,以铁、锰和铝的(氢)氧化物为例,阐述了土壤... 土壤/沉积物中的铁、锰和铝的(氢)氧化物对磷和重金属的吸附解吸,在极大程度上控制着这些元素在土壤/沉积物和水体中的浓度、形态和迁移转化,关系到人类健康。本文列举了磷和重金属的环境效应,以铁、锰和铝的(氢)氧化物为例,阐述了土壤/沉积物中氧化物的组成、氧化物吸附磷和重金属的3种机制(内层络合、外层络合和存留于扩散团间)与吸附模型(等温吸附的经验和半经验方程与表面络合模型),分析了氧化物对磷和重金属行为调控的影响因素,指出氧化物间可能存在的竞争或协同吸附现象。认为当前结合各种现代测试技术在原子或分子水平上认识氧化物-水界面的吸附反应本质以及多晶型或不同氧化物共同参与下的多界面复杂反应过程意义重大。 展开更多

关键词 氧化物 磷 重金属 吸附 内层络合 外层络合 表面络合模型

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