常可　孫世群　殷福才

摘要 [目的]為了研究土壤對(duì)氨氮的吸附特性對(duì)含氨氮廢水的處理提供參考。[方法]在其他條件固定的情況下，研究pH、粒徑、鹽度的變化對(duì)土壤吸附的影響。[結(jié)果]紅壤對(duì)氨態(tài)氮具有顯著的吸附作用，并且吸附速度很快，一般在30 min就可以基本達(dá)到平衡。粒度越小，pH越大，土壤對(duì)氨氮的吸附能力也越強(qiáng)。[結(jié)論]該研究對(duì)氨氮污水灌溉、氨氮在土壤和地下水中遷移轉(zhuǎn)化的預(yù)測(cè)有重要意義。

關(guān)鍵詞 氨氮；土壤；吸附

中圖分類(lèi)號(hào) S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）03-00728-01

Abstract [Objective]The research aimed to provide the basis for the treatment of adsorption characteristics of ammonia nitrogen in the soil. [Method] When the other condition was constant， the effects of pH， particle size and salinity on the soil adsorption were studied. [Result] The adsorption of red soil on the ammonia nitrogen was remarkable. The rate of adsorption was very quick， and the balance reached basically in 30 min. When the particle size was smaller， and pH was higher， the adsorption of ammonia nitrogen in the soil was stronger. [Conclusion] The research had important significance on the prediction of waste water irrigation and ammonia nitrogen in the soil and underground water.

Key words Ammonia nitrogen； Soil； Adsorption

氨氮是水體中的營(yíng)養(yǎng)元素，但高氨氮廢水隨意排放會(huì)改變土壤結(jié)構(gòu)，破壞生物多樣性。研究土壤對(duì)氨氮的吸附對(duì)氨氮污水灌溉以及氨氮在土壤、地下水中遷移轉(zhuǎn)化的預(yù)測(cè)有重要意義[1-2]。近年來(lái)，許多學(xué)者都對(duì)氨氮的吸附與解析進(jìn)行了研究。陳堅(jiān)等[3]研究了天然沸石去除地下水中氨氮的效果。孫大志等[4]研究了氨氮在土壤中吸附/解吸的動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)。筆者針對(duì)廈門(mén)紅壤對(duì)氨氮的吸附進(jìn)行研究，定量化考察不同環(huán)境因素對(duì)吸附的影響并分析影響機(jī)理，為今后土壤修復(fù)研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

供試土樣于2013年3月取自于廈門(mén)市集美區(qū)的紅土壤，取樣深度為100 cm左右。取樣后，將土壤置于背光、通風(fēng)處陰干，研磨、碾細(xì)之后，依次過(guò)2.0、1.0和0.5 mm篩，棄去粒徑>2 mm的土壤顆粒，分別得到粒徑為<0.5、0.5～1.0和1.0～2.0 mm的土壤樣品。將過(guò)篩所得的各類(lèi)粒徑土樣裝入錐形瓶中，瓶外用牛皮紙包扎完全，放入高溫滅菌鍋內(nèi)滅菌40 min以防止微生物對(duì)試驗(yàn)的干擾，冷卻后備用[5]。

1.2 方案設(shè)計(jì)

配制濃度為0、20、40、60、100、150、200 mg/L的7種氨氮溶液。通過(guò)向其中加入一定量土壤，控制土壤量、pH、粒徑和鹽度，比較3種吸附平衡條件下的吸附量[6-7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH對(duì)氨氮吸附等溫線(xiàn)的影響

供試土壤過(guò)0.5 mm 篩，考察不同pH下氨氮吸附等溫線(xiàn)的變化情況。由圖1可知，pH對(duì)氨氮的吸附等溫線(xiàn)有一定的影響。pH越大，土壤對(duì)氨氮的吸附量也越多。造成這種現(xiàn)象的原因是pH對(duì)NH+4水解平衡的影響。土壤對(duì)氨氮的吸附實(shí)際上就是對(duì)NH+4的吸附。NH+4屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，pH的變小會(huì)造成溶液中H+濃度的變大，進(jìn)而促使NH+4的水解向著NH+4方向進(jìn)行，造成溶液中NH+4增加，土壤與NH+4接觸機(jī)會(huì)也增加，吸附量也就增大[8]。

2.2 土壤粒徑對(duì)氨氮吸附等溫線(xiàn)的影響

供試土壤分別過(guò)0.5、1.0、2.0 mm篩，考察pH為7條件下氨氮吸附等溫線(xiàn)的變化情況。根據(jù)確定等溫吸附方程的試驗(yàn)結(jié)果，繪制等溫吸附曲線(xiàn)。由圖2可知，不同粒徑土壤吸附量不同，土壤粒徑越小，土壤對(duì)氨氮的去除效果越好，0.5 mm粒徑的土壤交換吸附氨氮最大。造成這種現(xiàn)象的原因是相同質(zhì)量土壤量土壤粒徑越小，比表面積越大，與NH+4接觸也就越充分[9]，越有利于土壤對(duì)氨氮的交換吸附，因此土壤顆粒的吸附量增大[10]。

2.3 不同鹽度對(duì)氨氮吸附等溫線(xiàn)的影響

供試土壤過(guò)0.5 mm篩，考察pH 為7的條件下在氯離子濃度分別為0、0.5、1.0 g/L的條件下氨氮吸附等溫線(xiàn)的變化情況。根據(jù)確定等溫吸附方程的試驗(yàn)結(jié)果，繪制等溫吸附曲線(xiàn)。

由圖3可知，在相同粒徑和土壤量情況下，土壤對(duì)氨氮的吸附效果隨著鹽度的增加而減弱，即鹽度的變化對(duì)土壤對(duì)氨態(tài)氮的吸附有一定的影響。造成這種現(xiàn)象的原因是Na+與NH+4具有相同的吸附點(diǎn)位，Na+的增加占用NH+4的土壤吸附點(diǎn)位，使得土壤吸附氨氮性能下降[11]。