厦门市红壤对氨氮的吸附研究

常可　孙世群　殷福才

摘要 [目的]为了研究土壤对氨氮的吸附特性对含氨氮废水的处理提供参考。[方法]在其他条件固定的情况下，研究pH、粒径、盐度的变化对土壤吸附的影响。[结果]红壤对氨态氮具有显著的吸附作用，并且吸附速度很快，一般在30 min就可以基本达到平衡。粒度越小，pH越大，土壤对氨氮的吸附能力也越强。[结论]该研究对氨氮污水灌溉、氨氮在土壤和地下水中迁移转化的预测有重要意义。

关键词 氨氮；土壤；吸附

中图分类号 S153.6 文献标识码 A 文章编号 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

氨氮是水體中的营养元素，但高氨氮废水随意排放会改变土壤结构，破坏生物多样性。研究土壤对氨氮的吸附对氨氮污水灌溉以及氨氮在土壤、地下水中迁移转化的预测有重要意义[1-2]。近年来，许多学者都对氨氮的吸附与解析进行了研究。陈坚等[3]研究了天然沸石去除地下水中氨氮的效果。孙大志等[4]研究了氨氮在土壤中吸附/解吸的动力学与热力学。笔者针对厦门红壤对氨氮的吸附进行研究，定量化考察不同环境因素对吸附的影响并分析影响机理，为今后土壤修复研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 样品采集

供试土样于2013年3月取自于厦门市集美区的红土壤，取样深度为100 cm左右。取样后，将土壤置于背光、通风处阴干，研磨、碾细之后，依次过2.0、1.0和0.5 mm筛，弃去粒径>2 mm的土壤颗粒，分别得到粒径为<0.5、0.5～1.0和1.0～2.0 mm的土壤样品。将过筛所得的各类粒径土样装入锥形瓶中，瓶外用牛皮纸包扎完全，放入高温灭菌锅内灭菌40 min以防止微生物对试验的干扰，冷却后备用[5]。

1.2 方案设计

配制浓度为0、20、40、60、100、150、200 mg/L的7种氨氮溶液。通过向其中加入一定量土壤，控制土壤量、pH、粒径和盐度，比较3种吸附平衡条件下的吸附量[6-7]。

2 结果与分析

2.1 土壤pH对氨氮吸附等温线的影响

供试土壤过0.5 mm 筛，考察不同pH下氨氮吸附等温线的变化情况。由图1可知，pH对氨氮的吸附等温线有一定的影响。pH越大，土壤对氨氮的吸附量也越多。造成这种现象的原因是pH对NH+4水解平衡的影响。土壤对氨氮的吸附实际上就是对NH+4的吸附。NH+4属于强酸弱碱盐，pH的变小会造成溶液中H+浓度的变大，进而促使NH+4的水解向着NH+4方向进行，造成溶液中NH+4增加，土壤与NH+4接触机会也增加，吸附量也就增大[8]。

2.2 土壤粒径对氨氮吸附等温线的影响

供试土壤分别过0.5、1.0、2.0 mm筛，考察pH为7条件下氨氮吸附等温线的变化情况。根据确定等温吸附方程的试验结果，绘制等温吸附曲线。由图2可知，不同粒径土壤吸附量不同，土壤粒径越小，土壤对氨氮的去除效果越好，0.5 mm粒径的土壤交换吸附氨氮最大。造成这种现象的原因是相同质量土壤量土壤粒径越小，比表面积越大，与NH+4接触也就越充分[9]，越有利于土壤对氨氮的交换吸附，因此土壤颗粒的吸附量增大[10]。

2.3 不同盐度对氨氮吸附等温线的影响

供试土壤过0.5 mm筛，考察pH 为7的条件下在氯离子浓度分别为0、0.5、1.0 g/L的条件下氨氮吸附等温线的变化情况。根据确定等温吸附方程的试验结果，绘制等温吸附曲线。

由图3可知，在相同粒径和土壤量情况下，土壤对氨氮的吸附效果随着盐度的增加而减弱，即盐度的变化对土壤对氨态氮的吸附有一定的影响。造成这种现象的原因是Na+与NH+4具有相同的吸附点位，Na+的增加占用NH+4的土壤吸附点位，使得土壤吸附氨氮性能下降[11]。