【摘 要】
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不同于欧洲和北美温带地区的恒电荷土壤,我国华南红壤区是可变电荷土壤,其理化性质随环境因子而改变,进而显著影响其内含的土壤界面化学反应过程。其中,又以土壤pH的改变对土
【机 构】
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广东省生态环境技术研究所; 广东工业大学环境科学与工程学院; 华南师范大学化学与环境学院;
【基金项目】
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广东省“珠江人才计划”本土创新科研团队(2017BT01Z176);广东省杰出青年基金(2016A030306019);国家自然科学基金(41877308);广东省自然科学基金(2018A030313385)资助
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不同于欧洲和北美温带地区的恒电荷土壤,我国华南红壤区是可变电荷土壤,其理化性质随环境因子而改变,进而显著影响其内含的土壤界面化学反应过程。其中,又以土壤pH的改变对土壤界面化学过程的影响尤为显著。本研究主要利用电位滴定法结合one site-two pKa模型拟合,模拟研究了滴定气体氛围、离子强度、水土比以及温度等环境因子的改变对可变电荷土壤表面电荷特征的影响及其对其酸碱缓冲能力的影响机制。实验结果表明:滴定体系中二氧化碳的溶解导致实验滴定PZC值(pHpzc-experimental)往高pH移动;与此同时,实验进一步证实pHpzc-experimental与滴定体系的固液比之间、实验pHpzc-experimental与滴定温度之间都呈现显著负相关关系,证实环境因素的改变影响可变电荷土壤的表面电荷特征。通过模型拟合分析,证实环境因子的改变不仅显著影响界面活性羟基物种(≡SOH,≡SOH2~+,and≡SO~-)的分布趋势,而且进一步改变其对应的质子化-去质子化反应过程,从而影响其本体的酸碱缓冲能力。该研究对于我们深入解析南方可变电荷土壤加速酸化的微观界面化学机制提供了有益的研究佐证。
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