用酸碱滴定曲线拟合参数表征土壤对酸缓冲能力的新方法
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农业环境科学学报２００４．２３（３）：５６９—５７３ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｇｒｏ—Ｅｍ ｉｒｏｎｍｅｒｔｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ
用酸碱滴定曲线拟合参数表征土壤对酸缓冲能力 的新方法 成杰民 ，胡光鲁 ，潘根兴 （１．山东师范大学人ｒ】资源Ｌ．ｊ环境学院．山尔济南２５００１４；２．［１１尔青牛｝： ５管 学院信息ｌ 系．［１１尔济南 ２５００１４；３．南京农业大学资源与环境科学学院，｝ｌｉ３ｊ；南京２１００９５）
摘要：以太湖地区３种对酸缓冲能力 问的水桶土（黄｝『己土、ｎ土和乌泥上）勾供试ｔ壤，以０ Ｉ＿ｉＪ ｐＨ值（１ Ｈ勾５ ６． ４，０，３．０，２．０）的模拟酸雨淋溶，研究模拟酸化条什Ｆ土壤酸碱缓冲能 Ｊ的变化根据酸碱滴定 线．进仃统 分ｆ『ｒ干¨数 学拟台，提出以酸碱滴定曲线拟台方程的斜率表 ｉ 壤酸缓冲能 的新方‘法：，Ｉｌ Ｉ果丧ｕＪ】，３种供 壤酸碱的丛础缓冲 能力依次为黄泥土（卢＝３．２５）、乌泥土（３．００）、 Ｉｆ一（１．５８）；土壤酸碱滴定曲线 其突跃地 ，』ＪｌＩ酸的 ｔｊ ＤＨ ｒ 若＿ 线性负相关；直线斜率ｂ的绝对值用以定肇土壤对酸碱缓冲能 ，ｂ的绝对恤越火，土壤酸铖缓ｌｆ｛ｌ能 Ｊ越謦ｈ ｆｆｆｌｊ以 定量说明土壤酸碱缓冲能力的变化， Ｋ＞１ＯＯＣ／ｃ时， 值越夫，上壤酸缓冲能』Ｊ降低越多； 凡＜ｌ００％时． 似越小土壤酸碱缓冲能力增加越大；当 一１００％（≤±５％）时，【］ｆ视为土壤酸碱缓冲能力尢显著变化 法的 沦依据 为酸碱滴定曲线的理论，所以仪适用于反膻动力学 较怏的 离子交换眨啦． 土壤酸碱｛ＪＪ绒缓 系．个通川十一 ０ 矿物的风化的上壤酸碱次级缓冲体系其结果为研究土壤酸碱缓冲能 Ｊ的变化． ，至研充土壤 境质 变化提供ｒ【］『 靠的定量方法 关键词：水稻土；酸碱缓冲能力；拟合参数 中图分类号：ｓ Ｊ １４ 文献标识码：Ａ 文章编号：Ｊ６７２—２０４３（２００４）０３—０５６９—０５
Ｎｅｗ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ Ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｐＨ ｏｆ Ｐａｄｄｙ Ｓｏｉｌ ｗｉｔｈ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ＣＨＥＮＧ Ｊｉｅ—ｒａｉｎ ．ＨＵ Ｇｕａｎｇ—ｌｕ ．ＰＡＮ Ｇｅｎ—ｘｉｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ． Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｍ’ｉｒｏｍｎｅｎｔａｌ Ｓｅｉｅｎｃｅ． Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｎｏｉ－【１ｌａＩ Ｕｎｉ、ｅｒｓｉｔｖＪｉｎ ｄ１１ ２５００１４． Ｃｔ１ｉｆＪａ：
２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｙｏｕｔｈ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅ Ｃａｄｒｅｓ Ｃｏ１］ｅｇ￣、Ｊｉｌ，ａ，１ ２５００１４．（：ｈｉＩ１ａ：３．ＣＩ）ｆ ｌ１ｆ Ｊ｛ —
ｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｍｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ａｇｔｉ（‘ｕｌｔｒａ‘ａｌ Ｕｎｉｖｅｔ‘ｂｉｔ）．Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９５．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｈ）ｒ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ａｃｉｄｉ（、ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｓｏｉｌｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｔ１ ｔｈｉｓ Ｉ１１、ｅｓｔｉｇ．ｔｉｏｕＴｈｅ（ ｂａｎｇｅｓ（Ｊ１ ａ“（ＩＪｌ“ｆ ｌ （ ｄｆＪｄ（ ｉｔ、
ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｋ ａｌ ｐａｄｄｙ ｓｏｉｌｓ（Ｈｙｄｒａｇｒｉｅ ｐａｄｄｙ ｓｏｉｌ，Ｂｌｅａｃｈｅｄ ｐａｄｄｙ ｓｏｉｌ ａｕｄ Ｇｌｅｅｄ ｐａｄｄｙ ｓｏｉｌ）ｆｉ＇ｏｍ ｔｈｅ·ｌＪ、ｄｉ １ ａｋ ｒＰｇｉｌ１Ｉ１．ＣＩ１ｉＩｌａ．
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收稿日期：２００３—１０—１６ 基金项目：国家自然科学基金（Ｄ４０２７１０６８）；山东省自然科学基金（Ｙ２００２Ｅ０２） 作者简介：成杰民（１９５８一），女，博士．教授，主要研究疗向为环境污染化学与治理技术 Ｅ—ｍａｉｈ Ｊｍｃｈｅｎｇ２００２（ａ＇ｈｏｎｎａｉｌ
维普资讯 http://www.cqvip.com ５７０ 民 ：川般碱滴定ｆ＃Ｉ线拟合参数表征上壤埘酸缓 ｌ｝ｌ能 的新方法 ２００４ ６ Ｊ Ｊ 土壤对酸碱的缓冲性能是土壤环境的 本性质 的差异，一 述几种土壤Ｘ，Ｊ‘酸的敏感性指标均能用来 之川 土壤对酸的敏感性指杯是土壤酸缓冲能力的 表征土壤”酸的缓冲能力，并能获 较好的研究结 度量 ，也是： 壤 家和环境学家共同关心的问题 果ｉ Ｉ 但是，环境科学研究的『口】题多集中１二，小同强 Ｌｍ ｉｎｅ和Ｃｉｏｌｋｏｓｚ （１９８８）用达一 定阀值所需的时问 度的酸胁迫下，土壤对酸缓冲能力的分异例如，研究
作为表征土壤对酸的敏感性指标，方法较费时 北欧 不同酸度干¨强度的酸雨、污灌、施肥等对土壤酸碱缓 学者常用盐基饱和度降低作为度量土壤对酸的敏感 冲能力的影响 Ｉ，往往研究结果的差异甚小，尤其 性指标 ，因计算涉及到土壤阳离子交换量，方法较 是以同种类型的土壤或性质相近的土壤为研究对象． 繁琐 目前国内大多数研究仍通过模拟酸雨研究埘土 且在短时期、高强度的酸冲击时，其研究结果的微小 壤理化性质的影响，尤其是通过盐基离子的减少和土 差异更难通过上述方法反映出来，而这种变化正是土 壤ｐＨ变化反映土壤酸碱缓冲能 的大小 、但在 壤环境质量变化的反映，是土壤环境科学研究 町避 强缓冲范围内盐基离子的减少不易通过土壤ｐＨ变 免的问题 化表现出来 土壤ｐＨ降低是常用的指标，它通过土 本文考虑到太湖地区伴随着人类高强度经济活 壤溶液中Ｈ 浓度增减来 卣ｌ接反映土壤对酸的缓冲能 动，环境污染日趋加剧，酸雨步页率与强度 断增加，土 力 潘根兴。。 提出用土壤溶液中ｐＨ下降一个单位作 壤环境质量发生着强烈地变化… ，近ｆ 几年来该地 为对酸敏感性的相对衡量指标。即起始缓冲容量 区土壤明显酸化… Ｉ，故以太湖地区主要水稻土（黄 （ｉｎｉｔｉａｌ ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）／３值（／３＝ＡＨ（ＯＨ）／ＡｐＨ）和 泥土、白土阳乌泥土）为供试土壤，以不同ｐＨ值的模 平均缓冲速率除以／３值称为土壤酸化指数ＩＡ（ｉｎｄｅｘ 拟酸雨淋溶，研究模拟酸化条件下土壤对酸的缓冲能 ｏｆ ｓｏｉｌ ａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）作为土壤对酸的敏感性指标 乇敬 力变化，根据酸碱滴定曲线，进行统计分析和数学拟 华… 则根据土壤的酸碱缓冲曲线提出用土壤的酸容 合，提出一种表征土壤对酸缓冲能力的新方法 目的 量和土壤的酸敏感值（ＡｐＨ）来衡量土壤对酸的敏感 是为研究土壤酸碱缓冲能力变化，进一步研究土壤环 性 但这两种方法都是根据传统的图解法获得土壤对 境质量变化提供町靠的定量方法。 酸的敏感性指标，即土壤酸碱滴定曲线上ｐＨ变化一 个单位，所对应的横坐标ｔ二的酸碱加入量Ｉ 】， ＝ＡＨ （ＯＨ）／ＡｐＨ：／３值越大，表明土壤酸碱缓冲能力越 强 显然，图解法的读数误差较大，当所研究土壤酸缓 冲能力差异甚小时，ｊ 述指标难以准确的定量土壤问 酸碱缓冲能力的差异 土壤科学往往研究小同土壤类型酸碱缓冲能力 １材料与方法 １．１供试土壤 供试十壤采自江苏省苏州市吴县具有代表性水 稻土（黄泥 ｆ：、白土、乌泥土）的耕层（０～ｌ５ｔ ）基本 性质列于表ｌ １．２研究方法
表ｌ供试土壤的基本性质 Ｔａｂｌｅ ｌ Ｂａｓｋ’ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ｓｔｕｄｉｅｄ
１．２ ｌ模拟酸雨淋溶试验 模拟酸雨淋溶试验：将１．０（）ｋｇ过ｌ０目筛的试验 土样装入直径ｌ０ ｃｎｌ，高ｌ９ ＣＨＩ的聚乙烯圆柱内。按降 雨量３ ０００ ｎｌＩｌｌ·ａ，调节淋溶速率ｌ４ ｍＬ·ｈ，模拟 酸雨参考上海地区自然雨水中化学组成 酸雨中 所含的化学组分为：Ｋ：ＳＯ ３．１４，ＣａＣ１１·２Ｈ：０ ｌ６．５， 【ＮＨ ） Ｓ０ ｌ０．０，ＣａＣ０３ ３．７５，ＭｇＳＯ；５．０，ＮａＯＨ ６．９ ｎ１ｇ·Ｌ 用Ｈ ＳＯ ：ＨＮＯ，的体积比为３：ｌ的混合酸，
