全 文 ：收稿日期：!""#$"%$&& 接受日期：!""#$"’$("
基金项目：河北省自然科学基金项目（)!""*"""(+"）资助。
作者简介：张桃红（&+’"—），女，河北霸州人，硕士，助理工程师，主要从事土壤环境化学方面研究。
,-.："(&%$#!(/(""$’*"#，01234.：5637893:6:78&+’";&%(< =:2。! 通讯作者 ,-.："(&!$#/!’!!&，01234.：568>;6-?3@A -B@A =7 几种铵盐对土壤吸附 !"#$和 %&# $的影响 张桃红&，!，徐国明&，陈苗苗&，张桂银&!，袁建华( （& 河北农业大学资源与环境科学学院，河北保定 "#&""&；! 霸州市环境保护局监测站，河北霸州 "%/#""； ( 霸州市自来水公司，河北霸州 "%/#""） 摘要：采用平衡吸附法，研究了不同铵盐对潮褐土、红壤吸附 CB! D、E7! D的影响。结果表明，土壤对 CB! D、E7! D的吸 附量随平衡溶液中 CB! D、E7! D浓度的增加而增加；潮褐土和红壤对 CB! D、E7! D的最大吸附量为：E7! D F CB! D，且潮 褐土 F红壤；随 GH*HCI(浓度的增加，两种土壤对 CB! D、E7! D的吸附率显著提高，GH*C.、GH*GI(和（GH*）!JI*抑制 红壤对 CB! D、E7! D的吸附及潮褐土对 CB! D的吸附，对潮褐土 E7! D的吸附率影响不显著；铵盐浓度相同时，红壤对 CB! D吸附率为 GH*HCI( F GH*C. F GH*GI("（GH*）!JI*，红壤对 E7! D 吸附率为 GH*HCI( F GH*C. F GH*GI( F （GH*）!JI*。 关键词：土壤；铵盐；镉；锌；吸附 中图分类号：K&(&<( 文献标识码：L 文章编号：&""’$/"/K（!""’）"($"**/$"/
!""#$%& ’" () D* &*+%& ’, &’-.%/’, ’" 01! D *,1 2,! D /, &’/+& EHLGM ,3:16:78&，!，KN M@:12478&，CH0G O43:1243:&，EHLGM M@41>47&!，PNLG Q43716@3( （! "#$$%&% #’ (%)#*+,% -./ 0.12+#.3%.4 5,2%.,%，6&+2,*$4*+-$ 7.21%+)248 #’ 9%:%2，;-#/2.& <=!<2.-；? ;-@>#* 0.12+#.3%.4
A+#4%,42#. B#.24#+2.& 54-42#.，;-@>#*，9%:%2 2.-；E ;-@>#* F-4%+ "#+G#+-42#.，;-@>#*，9%:%2 2.-）
34&%-*$%：,6- -RR-=9S :R B4RR-T-79 GHD* S3.9S :7 CB! D 37B E7! D S:TU94:7 47 2-3B:V =47732:7 S:4.S（OCJ）37B T-B S:4.S （WJ）V-T- -X3.@39-B ?> ?39=6 2-96:BA ,6- T-S@.9S S6:V-B 9639 CB! D 37B E7! D 32:@79S 3BS:T?-B ?> S:4.S 47=T-3S-B V496 96- 474943. =:7=-79T394:7S :R 3BB-B CB! D 37B E7! D A ,6- 23Y42@2 32:@79 :R CB! D 37B E7! D S:TU94:7 :7 OCJ 37B WJ V-T-：E7! D F CB! D A ,6- 23Y42@2 32:@79 :R 6-3X> 2-93. 4:7S 3BS:T?-B :7 S:4.S V3S 8T-39-T 47 2-3B:V =47732:7 S:4. 9637 47 T-B S:4. A ,6- S:TU94:7 U-T=-7938- :R CB! D 37B E7! D ?> S:4.S B-=T-3S-B 47 96- UT-S-7=- :R GH*HCI( < GHD* S3.9S， S@=6 3S GH*C.，GH*GI(，37B（GH*）!JI* T-S9T347-B CB! D 37B E7! D S:TU94:7 47 WJ 37B CB! D S:TU94:7 47 OCJA ,6-T- V3S 7: S4874R4=379 -RR-=9 :R GH*C.，GH*GI(，37B（GH*）!JI* :7 E7! D S:TU94:7 47 OCJA L9 96- S32- =:7=-79T394:7 :R GHD* S3.9S，CB! D S:TU94:7 U-T=-7938- 47 WJ V3S B-=T-3S-B 47 96- R:..:V478 :TB-T：GH*HCI( F GH*C. F GH*GI(" （GH*）!JI*，37B E7! D S:TU94:7 U-T=-7938- 47 WJ 47 96- R:..:V478 :TB-T：GH*HCI( F GH*C. F GH*GI( F（GH*）!JI* < 5#6 7’-1&：S:4.；GHD* S3.9；CB；E7；S:TU94:7 随工业化的迅速发展，土壤重金属污染已成为 突出的环境问题之一。含重金属的污染物可通过污 灌与固体废弃物的施用、大气沉降、矿山开采与冶 炼、生活垃圾堆放、农药与肥料等多种途径进入土 壤，直接或间接的影响农产品产量和品质，对生态系 统构成潜在的巨大威胁，并可通过食物链危害人类 和动物的生命和健康［&$!］。镉是生物毒性显著的重
金属之一，锌是植物生长发育必需的微量营养元素，
但过量的锌也会引起植物毒害及环境污染。镉、锌
污染已逐渐引起国内外有关人士的注意。CB! D、
E7! D吸附反应是发生在土壤中的重要化学过程，并
受多种因素的影响，如 UH、06、土壤矿物类型和组
植物营养与肥料学报 !""’，&*（(）：**/ $**+ ############################################################## Z.379 G@9T494:7 37B [-T94.45-T J=4-7=- 成、土壤溶液的离子组成与离子强度、农业措施及环 境条件等［!"#］。氮肥不仅使作物增产，而且影响土 壤重金属的活性。氮肥施入土壤后，改变土壤的$%，导致土壤溶液的离子强度增大，而且带入的大
量阴阳离子可直接与重金属发生沉淀络合，或者通
过一定的离子交换作用，影响土壤对重金属的吸附
固定［&"’(］。在我国，氮肥的农学效应研究广泛而深
入，而其对重金属吸附特性的影响及环境效应报道
很少。探讨铵盐中阴、阳离子与土壤重金属固定或
释放的关系，有助于揭示重金属在土壤"植物系统中
的迁移转化规律，为防治土壤重金属污染提供科学
依据。
! 材料与方法
!"! 供试材料
供试土壤采自河北农业大学东校区标本园的潮
褐土（)*+）和湖南郴州的红壤（,+），经风干，磨细，
过 (-./ 00筛，混匀备用。其基本理化性质见表 ’。
表 ! 供试土壤的基本理化性质
#$%&’ ! #(’ )(*+,-.-(’/-$& )0.)’01,’+ .2 +.,& 1’+1’3
土壤
+123
$% 土层 45678 （90） *:* （9013 ; <=） 有机质 >) 碳酸钙 *5*>! 粘粒 *356 全镉 ?1@ A *B 全锌 ?1@ A CD 矿物种类 )2D7853 @6$7
（= ; <=） （0= ; <=）
潮褐土
)*+ #-E! (
—.( ’/-F. ’.-.# ’G-F .’! (-(G# #/-&&
蛭石 H78029I32@7、
蒙脱石 )1D@0182331D2@7
红壤
,+ F-.’ (
—!( ’F-.& E-(E F&( (-(!/ #F-EF
高岭石 J5132D、水云母 %6B810295K、
’-F D0过渡矿物 LD@78=85B27D@ 02D7853
注：测定方法 $%—玻璃电极法（水 M土 N .-/ M’）；*:*—乙酸钠"火焰光度法（潮褐土）；交换性阳离子—加和法（红壤）；有机质—重铬酸钾 容量法（外加热法）；碳酸钙—气量法；全 *B、全 CD—%.+>F"%O酸溶，原子吸收分光光度法（PP+法）［’’］。 Q1@7：R7@7802D5@21D 07@S1B$%—T35KK 7379@81B7 07@S1B（U5@78 M K123 N .-/ M’）；*:*—+1B2I0 597@5@7VO3507 K$79@81$S1@107@86（)*+）；LD@789S5D=75W23V
2@6 95@21D 5BB2@21D 07@S1B（,+）；>8=5D29 05@@78—R29S8105@7 W8102D7 07@S1B（7X@78D5336 S75@7B 07@S1B）；*5392I0 958W1D5@7—T5K107@829 07@S1B；?1@53 *B，
@1@53 CD—%.+>F"%O 592B K13IW37，5@1029 5WK18$@21D K$79@8107@86A
!"4 研究方法
’-.-’ 土壤对镉、锌离子的等温吸附 在一系列含
有 (-’((( =（ Y (-./ 00）土样的离心管中，加入含有
(-(’ 013 ; 4 JQ>!"*B. Z（CD. Z）(!.-/ 0013 ; 4的混
合溶液 ’( 04（固 M液 N ’ M ’((），（./ [ .）\下振荡 F
S，平衡后离心，用 PP+法测定上清液中 *B. Z、CD. Z
的浓度，计算土壤对 *B. Z、CD. Z的吸附量。
’-.-. 铵盐对土壤吸附镉、锌离子的影响 称取土
样 (-’/(( = 若干份于离心管中，先加入 (! /((
0013 ; 4的铵盐溶液 #-/ 04，再加入 *B. Z或 CD. Z的
溶液（$% N /-/）#-/ 04（固 M液 N ’ M ’((）。在潮褐土 与红壤体系中重金属离子起始浓度分别为 (-/、(-’ 0013 ; 4。以下步骤同 ’-.-’，最后测定上清液的$%
值，并绘制铵盐浓度与土壤 *B. Z、CD. Z吸附率关系
曲线。
4 结果与分析
4"! 土壤对镉、锌离子的等温吸附
随着平衡溶液中 *B. Z、CD. Z浓度的升高，潮褐
土对 *B. Z、CD. Z吸附量起初迅速增大，随后增幅减
缓，且 CD. Z吸附量增幅大于 *B. Z的增幅。潮褐土对
*B. Z、CD. Z的最大吸附量 CD. Z（’F(-EF 0013 ; <=）]
*B. Z（#(-G 0013 ; <=）。这表明潮褐土对锌的吸附能
力比镉强（图 ’）。图 .看出，红壤对 *B. Z、CD. Z的吸
附曲线变化趋势与潮褐土相似，但 *B. Z、CD. Z吸附
量比潮褐土小，红壤对 *B. Z、CD. Z 的最大吸附量
CD. Z（.F-G’ 0013 ; <=）] *B. Z（’#-(. 0013 ; <=）。
土壤对 *B. Z、CD. Z吸附量与平衡浓度的关系可
用 45D=0I28方程拟合。表 . 看出，其相关系数均大
于 (-E#，达到 ’^的极显著水平。
4"4 铵盐对土壤吸附镉离子的影响
由图 !可见，Q%F*3、Q%FQ>! 和（Q%F）.+>F 对潮
褐土 *B. Z吸附率的影响规律与效果相似，当浓度由
(增至 . 0013 ; 4时，*B. Z的吸附率先缓慢降至 G(^
左右，当浓度增至 /(( 0013 ; 4时，*B. Z的吸附率分
别降至 !-.!^、’/-/!^和 ’/-#^。随着 Q%F%*>!
浓度的提高（(!/( 0013 ; 4），*B. Z的吸附率起初迅
速提高，Q%F%*>!浓度大于 ! 0013 ; 4 时，*B. Z接近
GFF 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ’F卷
图 ! 潮褐土对镉锌等温吸附
"#$%! &’()*+,- (. /0，12 ’(,3)#(2 #2 4/5 图 6 红壤对镉锌等温吸附 "#$%6 &’()*+,- (. /0，12 ’(,3)#(2 #2 75
表 6 土壤对 /068、1268离子的等温吸附的 9:2$-;#,方程拟和参数 <:=>+ 6 ?:,:-+)+,’ (. 9:2$-;#, +@;:)#(2 (2 ’(,3)#(2 #’()*+,- (. /06 8 (, 126 8 #2 ’(#>’
土壤类型
!"#$%&’( 重金属离子 )(*+& ,(%*$ #"-.
最大吸附（/,）（,,"$0 12） 3*4#,5, *6."7’%#"- 平衡常数（89） :;5#$#<7#5, ="-.%*-%
相关系数（7）
>"(??#=#(-%
9*-2,5#7方程
9*-2,5#7 (;5*%#"-
潮褐土 >6@ A BCDEF EDGB HDIBIJ!! C0 /K HDHHF!（C0 >(）A HDHCE
3>! L-@ A CEHDMJ MMDBJ HDIBMC!! C0 /K M:N HJ!（C0 >(）A HDHHBC
红壤 >6@ A CJDCJ GDCC HDIMIF!! C0 /K HDHCHM!（C0 >(）A HDHGG
O! L-@ A @JDCI @HDMI HDIIFM!! C0 /K HDHHCI!（C0 >(）A HDHFIB
注（P"%(）：/—重金属离子吸附量 /5*-%#%& "? Q(*+& ,(%*$#"-.（,,"$ 0 12）；>(—溶液中重金属离子平衡浓度 >"-=(-%7*%#"- "? Q(*+& ,(%*$#"-. #- (;5#$#<7#5, ."$5%#"-（,,"$ 0 9）R
饱和吸附。表明 P)E>$、P)EPSF 和（P)E）@!SE 抑制 潮褐土对 >6@ A的吸附，而 P)E)>SF 促进潮褐土对 >6@ A的吸附。 随 P)E>$、P)EPSF和（P)E）@!SE 浓度的增加，红
壤对 >6@ A吸附率起初迅速降低，随后降幅减缓。而
随着 P)E)>SF 浓度的增加，红壤对 >6@ A的吸附率
起初迅速提高，P)E)>SF 浓度大于 HDF ,,"$0 9 时， >6@ A吸附接近饱和。当铵盐浓度相同时，红壤 >6@ A 吸附 率 为： P)E)>SF T P)E>$ T P)EPSF "
（P)E）@!SE（图 E）。
图 A 铵盐对潮褐土吸附镉的影响
"#$%A B..+C) (. DE8F ’:>)’ (2 /06 8 ’(,3)#(2 #2 4/5 图 F 铵盐对红壤吸附镉的影响 "#$%F B..+C) (. DE8F ’:>)’ (2 /06 8 ’(,3)#(2 #2 75
6GA 铵盐对土壤吸附锌离子的影响
图 J显示，当 P)EPSF 浓度由 H增至 BJ ,,"$0 9 时，L-@ A吸附率不变，浓度继续增至 JHH ,,"$ 0 9时，
L-@ A 吸附率由 IGDBJU 缓慢降至 MJDMFU。随
P)E>$、（P)E）@!SE 和 P)E)>SF 浓度的增加，潮褐土 L-@ A吸附率与对照相同。不同铵盐对 L-在潮褐土 上的吸附影响不大，主要是因为体系 ’) 均高于 BD@@（表 F）；溶液中含大量 S)N，L-@ A易水解生成 L-S)A，甚至 L-（S)）@沉淀（8.’ K CD@ V CHNCB），导致 BEEF期 张桃红，等：几种铵盐对土壤吸附 >6@ A和 L-@ A的影响 潮褐土对 !"#$的吸附率非常大。
由图 % 可知，随 &’()* 浓度的增加，红壤对
!"# $的吸附率先缓慢提高后迅速降低。随 &’(&+, 和（&’(）#-+(浓度的增加，!"#$的吸附率持续降低。
而随 &’(’)+,浓度的增加，红壤对 !"# $的吸附率提 高，&’(’)+,浓度大于 #. //0* 1 2时，!"#$接近饱和
吸附。铵盐浓度相同时，红壤 !"# $吸附率为： &’(’)+, 3 &’()* 3 &’(&+, 3（&’(）#-+(。 图 ! 铵盐对潮褐土吸附锌的影响 "#$%! &’’()* +’ ,-./ 012*0 +3 435 . 0+67*#+3 #3 89:
图 ; 铵盐对红壤吸附锌的影响
"#$%; &’’()* +’ ,-./ 012*0 +3 435 . 0+67*#+3 #3 <: 表 = 铵盐对室内试验土壤 7-值的影响 >1?2( = &’’()* +’ ,-./ 012*0 +3 0+#2 7- +’ #3@++6 *(0* 铵盐类型 重金属 土壤类型 铵盐浓度 &’$( 40"45"678690"（//0* 1 2）
&’$( :8*6: ’58;< /568* -09* 6<=5: > >?. . .> @>> &’()* )A 潮褐土 B)- C?@C C?>. C?(> C?#C C?#@ 红壤 D- .?@# .?%C (?EC (?C# (?.# !" 潮褐土 B)- C?#E C?.. C?,( C?,% C?%C 红壤 D- .?F( .?(C (?C% (?%F (?%, &’(&+, )A 潮褐土 B)- C?@C C?,@ C?#F C?@% %?FC 红壤 D- .?@# .?>. (?F, (?C, (?(E !" 潮褐土 B)- C?#E C?,C C?#% C?#% C?## 红壤 D- .?F( (?FF (?E% (?C> (?%C （&’(）#-+( )A 潮褐土 B)- C?@C %?FE C?@@ C?@, C?@E 红壤 D- .?@# .?(E .?#@ (?FC .?>C !" 潮褐土 B)- C?#E C?## C?(# C?.> C?C@ 红壤 D- .?F( .?.C .?@. (?FE (?FF 铵盐浓度 &’$( 40"45"678690"（//0* 1 2）
> >?@ >?. @> .>
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)A 潮褐土 B)- C?@C C?#, C?(# E?C@ F?@,
红壤 D- .?@# .?%@ %?C. E?C. E?E>
!" 潮褐土 B)- C?#E C?%, C?EF E?C> E?E@
红壤 D- .?F( .?,( C?>> E?F( E?F%
= 讨论
&’(’)+,明显促进土壤对 )A# $、!"#$的吸附，
这主要是因为加入 &’(’)+, 导致体系 =’ 显著升
高，土壤表面负电荷数量和密度增大，土壤对 )A# $、 !"#$的静电吸附增强；并且，=’ 值升高可导致
)A# $、!"#$水解趋势加强，有利于 )A+’$、!"+’$生
成，而 )A+’$、!"+’$在土壤吸附点位上的亲合力
明显高于 )A# $、!"#$，因而，&’(’)+, 促进了土壤对
)A# $、!"#$的吸附。此外，存在于溶液中的 ’)+G, 、
E(( 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 @(卷
!"# $% 可与土壤表面的 !&# ’、()# ’反应生成沉淀，使 土壤的吸附点位增多，提高土壤对 !*# ’、+,# ’的吸 附能力［-#$-%］。
./0!1、./0."%和（./0）#2"0 抑制红壤对 !*# ’、
+,# ’的吸附及潮褐土对 !*# ’的吸附。其原因可能
是：-）同离子效应，./’0 与 !*# ’、+,# ’竞争土壤表
面的吸附点位，且随 ./’0 浓度的提高 ./’0 对
!*# ’、+,# ’的竞争吸附作用增强［-0］；#）!*# ’、+,# ’
与相伴阴离子（!1 $、."$% 、2"# $0 ）形成可溶性络合离 子（如 !*!1 ’、!*."’% 、!*2"30、+,!1 ’、+,."’% 、+,2"30 等）降低了镉锌离子的正电荷数，导致土壤表面对 !*# ’、+,# ’ 的吸附强度减弱，液相中镉锌含量增 加［-4］；%）红壤 5重金属离子体系 6/ 降低，溶液中 /’增多，重金属离子的水解趋势减弱，从而减少了 镉锌离子因水解形成羟基镉锌离子而被吸附的数 量。 铵盐浓度相同时，其对红壤重金属离子（!*# ’、 +,# ’）吸附的抑制作用为：（./0）#2"0 7 ./0."% 7 ./0!1。研究表明，!*# ’与相伴阴离子的络合平衡 常数（ 18)9）大小为 !*2"30（#:04）7 !*!1 ’（-:;<）7 !*."’%（3:%-）［-=］；+,# ’与相伴阴离子的 18)9为 +,> 2"30（#:%%）7 +,!1 ’（3:0%）7 +,."’%（3:03）［-?］。可见 2"#$0 与 !*# ’、+,# ’的络合稳定性很强，大于 ."$% 和 !1$ 的络合作用；而且（./0）#2"0 比相同浓度下
./0!1、./0."% 多一倍的 ./’0 ，更易与重金属离子
竞争红壤的有效吸附点位，更易于提高溶液中
!*# ’、+,# ’的浓度而减少土壤对 !*# ’、+,# ’的吸附。
由络合平衡常数可知，!1 $与 !*# ’、+,# ’的络合稳定 性大于 ."$% ，但本试验结果却是 ./0!1对红壤的抑
制作用小于 ./0."% 的抑制作用，这可能是因为红
壤是可变电荷土壤，受 6/的影响大，尤其是在 6/
值 0!=范围内，受 6/影响更为显著；./0."% 使体
系 6/降低幅度稍大于 ./0!1，因而导致 !*# ’、+,# ’
的水解趋势减弱的更多，降低了红壤对重金属离子
的吸附。总之，这是竞争作用、络合作用和水解作用
净效应的综合结果。
参 考 文 献：
［-］ 2@,)A 2 B，(& C D，/&EE@F G HI /J&KL MJN&1 @,NJE&ON@8, P@NA 6A8F>
6A&NJ O1&L：28E6N@8, &,* *JF8E6N@8, QJA&K@8E［R］I R I S,K@E8,I DT&1@NL，
#33-，%3：-;=-$-;=<: ［#］ (OH8PJ, 2 C，U&FN& . V，UE8P, H "I WFJ 8X *@&MM8,@TM 6A8F6A&NJ N8 EJ*TOJ AJ&KL MJN&1 F81TQ@1@NL &,* NE&,F68EN @, FMJ1NJE>O8,N&M@,&NJ* F8@1［R］I R I S,K@E8,I DT&1@NL，#33-，%3（#）：0;%$433 I
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\@,O &661@O&N@8, JXXJONF 8, 6ALN8&K&@1&Q@1@NL 8X O&*M@TM &,* \@,O［R］I
28@1 2O@ I 28OI [MI RI，#330，=<（0）：--<4$--<; I ［?］ 9A8FA)8XN&EM&,JFA [M@E /，2A&E@&NM&*&E@ /，9&E@M@&M . !" #$ I
!&*M@T, &,* \@,O @, F&1@,J F8@1 F81TN@8,F &,* NAJ@E O8,OJ,NE&N@8,F @,
PAJ&N［R］I 28@1 2O@ I 28OI [MI RI，#33=，?3（#）：4<#$4<; I ［<］ 徐明岗，刘平，宋正国，张青 I施肥对污染土壤中重金属行为影 响的研究进展［R］I农业环境科学学报，#33=，#4（增刊）：#0?$
#4#I
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A&K@8E 8X AJ&KL MJN&1F @, O8,N&M@,&NJ* F8@1F［ R］I R I [)E8>S,K@E8,I
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