5期 丁武泉等：表面电荷性质对离子在土壤胶体界面扩散的影响 903 0 8 00 040 0.35 1.7 0.30 025 020 1.4 015 13 0.10 -K 12 005 000 0.05 0100150200.2 005010015020025 电解质浓度Electrolyte concentration(molm) 电解度Electrolyte concentration(molm 图9电解质浓度对中性紫色土胶体(a)和砖红壤胶体(b)中扩散系数的影响 Fg 9 E ffet of dleetmlyte cmneentratin on diffusion coefficint n neutral pumlish soil elbil a)and labsol oolbidl b) 所带来的变化而使得离子扩散系数的变化趋势如 荷性质而产生。由于环境条件发生改变时.两种胶 图所示是比较合理的。 体表面电荷性质变化的差异很大，因此两种电荷表 面胶体中离子扩散通量、扩散速度和扩散系数等随 3结论 环境条件变化的差异也十分明显，表明表面电荷性 质对离子在带电胶体界面扩散的影响起决定性 1)中性紫色土胶体和砖红壤胶体中离子平衡 作用。 扩散量为26~3.1mgg 和026~0.51mg8 前者的扩散平衡量是后者的6倍。10倍：随着电解 参考文献 质浓度的增加，离子扩散平衡量在中性紫色土胶体 增加8左右，而砖红壤胶体增加近9%：随着山 micPrs19g030-150 [2】刘惠.林建平.岁沛霖.S腺背-蛋氨酸在阳酸树脂D113上 由5.5增至8.5在中性紫色土胶体中离子扩散平 的离子交换动力学研究.离子交换与吸附.200824(2)日 衡量略有增加，但砖红壤胶体中增加显著，增幅达 148-153 Lu H.Ln J B Cen P L.Sudy en imexchange dy 40左右。两种土壤中离子平衡扩散量的差异以及 mic of he S-alenosymethinne on te weak acil DI13 随环境条件变化趋势的差异反映了表面电荷密度 resin(kn Exchange and Adsoption 2008 42): 对离子在胶体中扩散通量的影响。 148-153 贺纪正，郑袁明.曲久辉土城环境微界面过程与污染控制 2)中性紫色土胶体不同温度条件下，离子扩散 3 系数为1.17×10°1.91×10”m2 ,砖红壤胶 环境科学学报.2009291上2-27.He JZ Zheng Y M.Qu 体中在与其对应温度条件下，离子扩散系数为0.23 ×1090.45×19 m,前者是后者的4倍 [41 Pa G Qn Y. 5倍：随着山变化中性紫色士胶体中离子扩散系 随着H升高略有增加.而砖红壤胶体中离子扩 6eSe5200427128-34 散系数增加幅度较大电解质浓度的变化对中性紫 色土胶体中离子扩散系数无明显影响，而在砖红壤 胶体中离子扩散系数随着电解质浓度的增加有一 11101413 定的增大。砖红壤中离子扩散系数随山变化幅度 [6 大于电解质浓度增加。这些差异主要是由离子扩 dC▣Cmh130044上28-298 散系数受胶体表面电位影响所带来的 [7 nim(V)n 带电胶体在不同环境条件对离子扩散通量和 00147 扩散系数的影响，主要是通过其改变胶体的表面电 ablishing rights reserved. http://www cnki ne5期 丁武泉等: 表面电荷性质对离子在土壤胶体界面扩散的影响 903 图 9 电解质浓度对中性紫色土胶体 ( a)和砖红壤胶体 ( b)中扩散系数的影响 F ig
9 E ffect of electrolyte concentration on d iffusion coefficien t in neu tral purp lish soil collo id ( a) and latoso l colloid ( b) 所带来的变化而使得离子扩散系数的变化趋势如 图所示是比较合理的。 3 结 论 1)中性紫色土胶体和砖红壤胶体中离子平衡 扩散量为 2
6 ~ 3
1 mg g - 1和 0
26 ~ 0
51 mg g - 1 , 前者的扩散平衡量是后者的 6倍 ~ 10倍; 随着电解 质浓度的增加, 离子扩散平衡量在中性紫色土胶体 增加 8% 左右, 而砖红壤胶体增加近 90%; 随着 pH 由 5
5增至 8
5, 在中性紫色土胶体中离子扩散平 衡量略有增加, 但砖红壤胶体中增加显著, 增幅达 40%左右。两种土壤中离子平衡扩散量的差异以及 随环境条件变化趋势的差异反映了表面电荷密度 对离子在胶体中扩散通量的影响。 2)中性紫色土胶体不同温度条件下, 离子扩散 系数为 1
17 10 - 9 ~ 1
91 10 - 9 cm 2 s - 1 , 砖红壤胶 体中在与其对应温度条件下, 离子扩散系数为 0
23 10 - 9 ~ 0
45 10 - 9 cm 2 s - 1 , 前者是后者的 4 倍 ~ 5倍; 随着 pH 变化, 中性紫色土胶体中离子扩散系 数随着 pH 升高略有增加, 而砖红壤胶体中离子扩 散系数增加幅度较大; 电解质浓度的变化对中性紫 色土胶体中离子扩散系数无明显影响, 而在砖红壤 胶体中离子扩散系数随着电解质浓度的增加有一 定的增大。砖红壤中离子扩散系数随 pH 变化幅度 大于电解质浓度增加。这些差异主要是由离子扩 散系数受胶体表面电位影响所带来的。 带电胶体在不同环境条件对离子扩散通量和 扩散系数的影响, 主要是通过其改变胶体的表面电 荷性质而产生。由于环境条件发生改变时, 两种胶 体表面电荷性质变化的差异很大, 因此两种电荷表 面胶体中离子扩散通量、扩散速度和扩散系数等随 环境条件变化的差异也十分明显, 表明表面电荷性 质对离子在带电胶体界面扩散的影响起决定性 作用。 参 考 文 献 [ 1 ] Spark sD L. K inetics of so il chem ical processes. New York: A ca dem ic P ress, 1990. 30 150 [ 2 ] 刘惠, 林建平, 岑沛霖. S腺苷L蛋氨酸在弱酸树脂 D113上 的离子交换动力学研究. 离子交换与吸附, 2008, 24 ( 2 ): 148 153. L iu H, L in J P, Cen P L. S tudy on ionexchange dy nam ics of th e SadenosylLm eth ion ine on th e w eak acid D113 resin( In Ch in ese). Ion Exchange and Adsorp tion, 2008, 24( 2): 148 153 [ 3 ] 贺纪正, 郑袁明, 曲久辉. 土壤环境微界面过程与污染控制. 环境科学学报, 2009, 29( 1 ): 21 27. H e J Z, Zheng Y M, Qu J H. So il env ironm en talm icroin terfaces and pollution con trol ( In Ch in ese). A cta Scientiae C ircum stan tiae, 2009, 29 ( 1): 21 27 [ 4 ] Pan G, Q in Y, Li X, et a.l EXAFS studies on adsorp tionde sorp tion reversib ility atm anganese oxidesw ater interfaces I. Irre versib le adsorp tion of zinc on m angan ite ( ∀MnOOH ). J C ollo id In terface S c,i 2004, 271: 28 34 [ 5 ] Ged ik N, O ren stein J, Ru iX L, et a.l D iffu sion of non equ ilibrium qu asiparticles in a cuprate sup erconductor. Scien ce, 2003, 300: 1 410 1 412 [ 6 ] Ch ristian J, D avid S, Stephen F. Coup led m uti ion electrod iffu sion analysis for clay soils. Can G eotech J, 2004, 41: 287 298 [ 7 ] Kozak iN, Inada K, K ozak iT, et a.l Apparent d iffusion coefficients and chem ical species of neptun ium ( V ) in com pacted Nam ont m orillon ite. Journal of Con tam inant H ydrology, 2001, 47: 149 158