花岗岩崩岗不同层次土壤对聚丙烯酰胺吸附特征的研究
发布时间：2020-08-12 14:29
【摘要】：崩岗是我国南方花岗岩低山丘陵地区一种特殊的水土流失类型,径流冲刷和土体吸水失稳而造成的崩塌是诱发崩岗发生发展的主要因素,探究崩岗侵蚀防治的新型有效措施是目前水土保持学科的重要课题之一。聚丙烯酰胺(PAM)作为土壤结构改良剂主要通过促进土壤小颗粒凝聚形成大团聚体的方式来实现对土壤结构的改良,达到减少土壤侵蚀的目的。目前大部分关于PAM应用于崩岗侵蚀防治的研究主要集中在其适用性和增加入渗、减少侵蚀等方面,而针对PAM在花岗岩崩岗土壤中的吸附行为研究报道还较少,PAM滞留于土壤表层对生态环境所产生的影响也尚不明确。为了深入了解PAM在崩岗防治中的效果和作用机理,本文以典型花岗岩崩岗的三个土层：红土层、砂土层和碎屑层的土壤为试验对象,通过室内模拟试验研究PAM在花岗岩崩岗不同层次土壤中的吸附和滞留特征。结合吸附条件和吸附热力学定量分析,讨论不同层次土壤对PAM吸附机理和滞留规律,确定适用于崩岗土壤吸附PAM的等温吸附模型,以期为PAM在崩岗侵蚀治理中的应用提供理论基础和技术指标,初步得出以下结论：(1)随着PAM溶液与土壤质量比例的增大,崩岗不同层次土壤对PAM的吸附量均呈现先迅速增长后趋于稳定的基本规律。当PAM溶液的浓度为100mg/L时,红土层和砂土层土壤中静置吸附的最佳液固比例是20：1；在碎屑层土壤中的最佳液固比例是25：1。当浓度为较低的100 mg/L和200 mg/L时,砂土层和碎屑层土壤平衡吸附时间为28～32 h；在300～500 mg/L浓度范围内,平衡吸附时间为20～24 h。(2)当浓度为100 mg/L时,PAM溶液可以在土柱中正常流动迁移,浓度增高到300～500 mg/L后,则迁移缓慢,难以下渗。随着浓度增大,相同层次土壤达到饱和滞留状态时所需的PAM量和清洗所需的去离子水量均减少。碎屑层土壤达到饱和滞留状态所需的PAM量整体少于砂土层和红土层土壤。(3)当浓度从100 mg/L逐渐增加到300 mg/L时,砂土层和碎屑层土壤的PAM吸附量呈现迅速增大的基本规律；浓度大于300 mg/L后,吸附量增加幅度变小。对试验数据进行回归拟合两个层次土壤对PAM的吸附符合Langmuir等温吸附模型,相关系数均达到0.9以上。(4)随着浓度的增加,PAM在土壤中的滞留量增大。相同浓度的PAM溶液对不同层次土壤的滞留量影响不同：红土层土壤滞留量最大,碎屑层土壤滞留量最小。(5)红土层土壤的PAM静态吸附量趋于零,远少于滞留量；砂土层土壤的PAM滞留量大于静态吸附量,而碎屑层土壤的PAM滞留量小于静态吸附量,出现这些现象的主要原因是：浓溶液试验中,溶剂吸附影响PAM的吸附量；不同层次土壤的理化性质差异；PAM在土壤中流动时除了分子间作用力还有机械捕集和水动力学捕集作用。
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157
【图文】：
第二章试验材料与方法逡逑１王X倘⊙趴鲥义现谷姥啡∽愿＝ㄊ“蚕啬喜苛谡颍τ诒钡蓿玻
本文编号：2790652
【学位授予单位】：福建农林大学
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