亞熱帶典型土壤鐵錳膠膜的微形態(tài)與化學(xué)特性.pdf

1、該文用化學(xué)分析和X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、電子探針(EPMA)、偏光顯微觀察等技術(shù),研究中國(guó)亞熱帶的黃褐土、黃棕壤和紅壤鐵錳膠膜及其基質(zhì)的微形態(tài)特征、物質(zhì)組成、表面化學(xué)性質(zhì)以及元素遷移的地球化學(xué)特點(diǎn).結(jié)果表明:1.鐵錳膠膜的微形態(tài)特征為黑色和紅褐色相間、厚度約為1mm的膜狀物,它的物質(zhì)結(jié)構(gòu)致密,與基質(zhì)的界限較清晰.SEM/EPMA分析表明,MnO<,2>和Fe<,2>O<,3>在膠膜線剖面上呈波形曲線分布;黃褐土和黃棕

2、壤的鐵錳膠膜由外向內(nèi),出現(xiàn)富錳區(qū)、富鐵錳區(qū)和富鐵區(qū),并在膠膜表面呈錳-鐵錳-鐵膠膜相間的條帶狀構(gòu)造;紅壤膠膜條帶由外向內(nèi)為富鐵錳區(qū)和富鐵區(qū),富錳區(qū)不明顯;三種土壤由南到北,土壤鐵錳膠膜的富錳區(qū)逐漸明顯.2.供試紅壤、黃棕壤和黃褐土鐵錳膠膜的pH值、鐵的活化度,以及粘粒、鹽基、Fe<,2>O<,3>、P<,2>O<,5>、非晶形鐵、游離鐵、MnO<,2>、Co、Pb、Li、Cu、Zn、Ni、Cd等含量均比基質(zhì)土壤明顯的高.3.成土的氣候環(huán)

3、境和物質(zhì)組成的差異,使三類土壤鐵錳膠膜的形成各有特點(diǎn).黃褐土的成土作用相對(duì)較弱,在膠膜的物質(zhì)遷移過(guò)程中,MnO<,2>對(duì)Co、Pb、Cu、Cd、Ni等大部分重金屬離子的富集起主導(dǎo)作用;隨著成土作用的增強(qiáng),黃棕壤中除MnO<,2>外,鐵氧化物在膠膜形成過(guò)程中的作用加強(qiáng),并且膠膜中對(duì)重金屬元素地球化學(xué)行為影響的作用較集中;紅壤膠膜濕潤(rùn)、酸性強(qiáng),MnO<,2>在鐵錳膠膜形成過(guò)程中富集重金屬元素的作用下降,粘粒和鐵氧化物的影響加強(qiáng).4.供試的鐵

4、錳膠膜與基質(zhì)土壤的粘土礦物均由水云母、高嶺石和1.4nm礦物組成.5.有機(jī)酸鹽溶液對(duì)黃棕壤和黃褐土基質(zhì)粘粒的礦物培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)檸檬酸鈉和乙酸鈉溶液培養(yǎng)4至7個(gè)月后,基質(zhì)土樣中的部分1.4nm過(guò)渡礦物已逐漸向蛭石轉(zhuǎn)化;與其它處理相比,用0.5mol/L的檸檬酸鈉和鹽溶液培養(yǎng)基質(zhì)土壤7個(gè)月后,其1.4nm過(guò)渡礦物向蛭石轉(zhuǎn)化最為明顯.6.供試鐵錳膠膜和基質(zhì)土壤的氧化鐵礦物主要為針鐵礦,大部分膠膜中針鐵礦的鋁同晶替代量小于相應(yīng)的基質(zhì)土壤,

5、這主要是膠膜的復(fù)鹽基以及有機(jī)質(zhì)對(duì)鋁的螯合作用使鋁的活性受到抑制所致.7.與基質(zhì)土壤比較,鐵錳膠膜的比表面積大,PZC低.鐵錳膠膜經(jīng)脫錳處理后,比表面積明顯降低.8.鐵錳膠膜對(duì)Pb<'2+>、Cu<'2+>、Cd<'2+>、Zn<'2+>的吸附曲線符合Langmuir方程.與基質(zhì)土壤相比,鐵錳膠膜對(duì)重金屬離子的吸附和氧化能力強(qiáng).鐵錳膠膜經(jīng)脫錳處理后,對(duì)Pb<'2+>、Cu<'2+>、Cd<'2+>、Zn<'2+>的最大吸附量比未處理的降低