砂柱和土柱中鐵錳元素的運(yùn)移淀積特征.pdf

1、本研究以石英砂和棕紅壤的B層土壤為供試材料，分別用不同摩爾濃度的FeSO4(0-0.08mol/L)和MnCl2(0-0.08mol/L)混合或單一溶液以同時(shí)或交替（每淋溶十次鐵錳交替）兩種淋溶方式淋溶石英砂柱和土柱40次，其中石英砂和棕紅壤分別淋溶十次和二十次為一個(gè)取樣階段，并設(shè)置淋溶液的pH（砂柱的淋溶液pH為5和3.5，土柱的淋溶液pH為3.5），鐵錳摩爾比（Fe/Mn為1∶1、2∶1、4∶1）等影響因素，分析砂柱和土柱淋出液的成

2、分變化及柱中各形態(tài)鐵錳的淀積和遷移情況，研究土壤中鐵錳元素的運(yùn)移淀積特征。研究結(jié)果如下：
　　 ⑴砂柱淋出液的pH呈現(xiàn)波動(dòng)變化，淋溶液為pH5時(shí)波動(dòng)下降， pH3.5時(shí)變化較小，比較穩(wěn)定。鐵錳同時(shí)淋溶處理的砂柱，淋出液的pH在整個(gè)淋溶過(guò)程中變化較為平緩，淋溶液為pH5和pH3.5條件下分別在3.0-4.5和2.4-3.5間變化;鐵錳交替淋溶的波動(dòng)較大，尤其是pH5處理淋出液的pH呈階段性變化，隨淋溶階段（每淋溶十次為一個(gè)淋溶階段

3、）的交替，差值可達(dá)1.5以上;與石英砂柱相比，土柱不同淋溶方式下淋出液的pH變化較一致，均緩慢下降到2.5左右。
　　 ⑵石英砂淋出液中，鐵錳濃度的變化與淋溶方式和階段密切相關(guān)。同時(shí)淋溶處理砂柱的淋出液中鐵錳的濃度變化很小，都接近于淋溶液的濃度;鐵錳交替淋溶處理的鐵錳濃度隨淋溶液的更替而變化，當(dāng)該階段淋溶鐵溶液時(shí)，淋出液的鐵濃度和淋溶液鐵濃度相近，而錳濃度則很低，且隨著淋溶進(jìn)行下降很快，在淋溶階段后期幾乎為0，反之亦然;土柱淋出

4、液鐵錳濃度的變化相對(duì)緩和，鐵錳交替淋溶的土柱，淋出液的鐵錳濃度隨淋溶階段的更替而變化，逐漸接近淋溶液的濃度。
　　 ⑶隨著淋溶進(jìn)行，石英砂表面鐵錳的淀積量增加，鐵的淀積量大于錳。兩種pH條件下，同時(shí)淋溶處理石英砂表面鐵錳的淀積量逐漸增加，交替淋溶的砂柱呈階段性變化，總體上上升。pH3.5條件下（淋溶液的鐵錳濃度較高）砂柱中的鐵錳淀積量高于pH5條件的（淋溶液的鐵錳濃度較低），前者下層（25cm處）的鐵錳含量高于上層(5cm)和中

5、層(15cm)的，后者的各層差異不明顯。pH3.5條件下，當(dāng)淋溶液中鐵錳比為2∶1和4∶1時(shí)，鐵的淀積量較大，錳的淀積量與淋溶液的錳濃度呈正相關(guān)。前期淀積的鐵錳對(duì)后階段鐵錳的累積有促進(jìn)作用。
　　 ⑷SEM圖片和EDS圖譜表明，鐵錳在石英砂表面不均勻分布，錳的淀積量較鐵少。同時(shí)淋溶處理的石英砂表面鐵錳淀積較密集，以不規(guī)則片狀、小球狀、塊狀堆積較多，交替淋溶處理石英砂表面鐵錳的淀積較同時(shí)淋溶處理的稀疏，呈細(xì)小薄片狀分散分布。隨著淋

6、溶時(shí)間增加，石英砂表面鐵錳的覆蓋物質(zhì)增加。高濃度鐵錳淋溶的處理，石英砂表面的包被物質(zhì)較低濃度處理的多。
　　 ⑸經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期鐵錳淋溶的土壤，其pH和氧化還原電位降低。同時(shí)淋溶方式的土壤pH較交替淋溶的低，而各土柱的Eh相差不大，均處于還原狀態(tài)。土壤中的鹽基離子尤其是鈣鎂離子隨著淋溶的進(jìn)行大量流失。
　　 ⑹淋溶土柱中，鐵的淀積量大于錳，但淀積量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于砂柱。淋溶后土壤中游離態(tài)鐵錳的含量最高，分別達(dá)91.67mg/g和4.64