特定pH条件下Ca2+/Cu2+引发胡敏酸胶体凝聚的比较研究

• 作者: 朱华玲 李航 田锐 高晓丹
• 来源期刊: 土壤学报
• 学科: 农学
• 关键词: 胡敏酸 电解质 光散射 凝聚 分形维数
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 页码范围: 698-707
• 分类号: S153.3
• 字数: 7561字
• 语种: 中文

摘要

土壤腐殖质颗粒与金属离子间的相互作用深刻地影响着土壤中的微观过程和宏观现象的发生.而胡敏酸是土壤腐殖质的主要组成物质,本文利用光散射技术研究了不同浓度的Ca( NO3)2和Cu( NO3)2溶液中胡敏酸胶体颗粒的凝聚过程和形成凝聚体的结构,并在此基础上进行比较分析.结果表明:由于Ca2+和Cu2+在带电胶体表面的吸附方式不同面对胡敏酸胶体的凝聚的影响表现出很大差异.(1)散射光强的稳定与否可以反映体系的稳定性,Ca( NO3)2体系中散射光强可以在较宽的电解质浓度范围从0 mmol L-1至20 mmol L-1内保持稳定,而Cu( NO3)2体系中光强稳定的电解质浓度范围较窄,只有0mmol L-1至3 mmol L-1.(2)随电解质浓度的提高,两种电解质体系中凝聚体的有效粒径随时间先呈线性增长再呈幂函数增长,但胡敏酸胶体凝聚过程对Cu( NO3)2体系浓度变化的敏感性远大于Ca( NO3)2体系,并且1 mmo1 L-1Cu2+吸附下胡敏酸胶体的凝聚速率为69.55 nm min-1,近乎是7.5 mmol L-1Ca2+吸附下凝聚速率23.94 nm min-1的3倍,可见Cu2+作用下颗粒的平均凝聚速率远远高于Ca2+作用的情况.(3) Ca( NO3)2体系中,电解质浓度越高形成凝聚体的结构越开放,但放置50 d后分形维数变小,结构变得更加疏松,说明该凝聚过程具有可逆性；而Cu2+作用下形成的凝聚体初期结构开放度较高,在放置50 d后分形维数变大,结构更加致密紧实,说明该凝聚过程具有不可逆性.这些信息为研究腐殖质超分子聚合物的形成机制提供了新思路.