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土壤中硝酸盐的浸出动力学使用玻璃列方法

阿加戈1,a·k·古普塔2 *和阿苏王妃3 *
  1. 研究学者,Deptt。化学、科学(PG)大学,Hapur (C.C.S.印度大学密鲁特)美国p
  2. Deptt副教授。化学、科学(PG)大学,Hapur (C.C.S.大学,密鲁特)U.P.印度
  3. 教授,纯粹与应用化学部门,哥打大学印度拉贾斯坦邦
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文摘

硝酸浸出动力学(NO3)农业(pH = 7.2)和非农业土壤(pH = 6.8)使用未扰动玻璃列方法进行了研究。土壤是农业领域和贫瘠的土地附近Dheerkhera农业面积,Hapur。硝酸钠(NaNO3)用作NO3的来源。权力形式方程(LRobs = k1 [NO3]我为农业和2.91 (LRobs = 1.829 k2 (NO3)我非农业土壤已经派生LRobs依赖可滤取的NO3目前最初的浓度。孔隙体积的影响,温度、Ca硬度一直在观察到的浸出率。水填充孔隙度改变θ(cm3cm-3)被发现影响LRobs列。LRobs发现增加的温度范围30 - 50°C。实验数据拟合各种动力学模型显示一阶动力学模型和抛物线扩散最适合预测浸出率。

关键字
硝酸盐、吸附、浸出、玻璃柱、一阶,孔隙体积,BTC。

介绍
氮是必不可少的营养和陆地生态系统污染的一大源头。氮由于植物营养的一个重要组成部分,起着重要的作用在提高作物产量和质量[1]。因此硝酸氮的形式,铵、尿素(快速水解铵)用于提高农作物产量。与铵离子,不- 3不吸附带负电荷的胶体,在大多数土壤。因此硝酸盐离子可以移动向下自由排水水,因此很容易可以从土壤中过滤出来。这样的浸出损失将导致严重的环境问题[1]。
浸出是一个最重要的物理过程负责土壤营养和污染物的迁移。在受精农业地区构成威胁的地下水质量主要是因为浸出盐通过大孔隙渗透水[2]。随着水穿过土壤剖面,它溶解更多的从土壤中盐和交通地下和地面的水[3]。盐的浸出率基本上是水和盐的相对流动的运动。最严重的后果之一的浸出从污染的网站以及从受精农田灌溉期间,雨事件和水渗流污染的地下和地面[4]。通过使用氮肥的过量率高于植物可以吸收硝酸浸出的机会增加多次[5]。浸出的溶质也取决于应用的水量灌溉或自然降水[6]和数量,时间和种类的肥料应用[7]。硝酸浸出从非饱和区是一个复杂的现象涉及许多因素,如土地利用实践,土壤氮动力学、地面氮负荷,地下水补给、土壤特征、深度水位[8]。土壤浸出可能取决于宏观孔隙度[9]以及层流的裂缝和通道中发现土壤[10]。浸出也取决于盐溶解度、土壤初始含水量[11],[12]pH值、温度、等。
研究在世界的不同部分显示,农民经常使用的氮肥量超过N作物的需求。硝酸是可溶性和带负电荷,因此具有很高的流动性和潜在损失的非饱和区通过浸出[15],[16]。许多研究显示高度的相关性和关系农业和硝酸浓度地下水[17],[18],[19]。大量使用化肥被认为是一个主要的面源硝酸盐[20],[21]、[22]和点源氮如感染性系统显示为硝酸盐污染地下水[23]。饮用水中硝酸盐浓度升高可引起高铁血红蛋白症在婴儿和成人胃癌[2],[18]。美国环境保护署(EPA)建立了一个最大污染物水平的10 mg / L3- - - - - -N。作为一个重要的氮肥量可以通过土壤优先流路径运送[23],[20]。没有的向下运动3- - - - - -在农业和非农业土壤使用玻璃列方法,研究了萃取剂Ca硬度的影响,灌溉水质、水土壤孔隙度、温度和盐浓度进行了调查在土壤中硝酸根离子的浸出率。

相关工作
文献调查显示,各种化学物质的浸出动力学研究[31日34]通过土壤和土壤矿物是罕见的。大多数的解吸和浸出(32岁,33岁,37岁,38)硝酸的研究只是初步了解浸出。没有人报道利用初始速率动力学方法,研究浸出的化学物质在自然土壤连续或限制流列的饱和和不饱和条件。目前的调查进行了调查NaNO3的浸出动力学,高度不溶性3- - - - - -盐存在于农业领域。大部分的研究没有3- - - - - -浸出是地区的降雨量丰富,分布[26]但研究半干旱条件下恐慌。

材料和方法
农田的土壤样本收集Dheerkhera Hapur地区作物生长和化学肥料不断应用在过去的十年。非农业收集土壤样本从贫瘠的土地,作物不种植和化肥不适用。土壤样本收集的挖一个深坑。样本收集并放置在塑料袋和标记根据他们的领域。土壤样本收集在一个月2 - 3次每个网站在整个研究期间。这些样本干和渗。表1给出了土壤的物理化学特征分析使用标准方法[27]。
NaNO3的浸出动力学研究了确定渗滤液中的硝酸盐浓度与时间。最初的浸出率(LRobs)计算了使用平面镜方法[29]。使用标准的分光光度法测定硝酸估计[27]。在这个方法能整除的是蒸发干燥热水浴,和2毫升的酚二磺酸加入,然后5毫升氢氧化铵添加开发色彩和用去离子水稀释至100毫升。校准曲线使用没有得到在410海里3- - - - - -不同浓度的解决方案。渗滤液中的浓度(毫克l - 1)转换为毫克公斤在土动力学的工作。
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结果与讨论

答:总可滤取的硝酸[不3- - - - - -)我
土壤本身自然可滤取的[不3- - - - - -]年代。添加不3- - - - - -NaNO3的形式以外,可滤取的硝酸盐浓度增加,盐添加量的增加。很明显从表2和图1的结果3- - - - - -]年代即(硝酸可滤取的礼物自然土壤中列)更高的农业土壤相比,非农业土壤。
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b . NaNO3的浸出
浸出的3- - - - - -研究了离子在不同添加浓度NaNO3对土壤列。数量的NaNO3不一从0到106.6毫克公斤。渗透水的流量是每10分钟10±2毫升。(没有NaNO3浸出的结果变量3- - - - - -)我在表2给出了农业和非农业土壤。从无花果。2和3很明显,最初的浸出是几乎所有的(没有相对较快3- - - - - -我在这两种类型的土壤。LRobs值发现更高的农业向非农土壤土壤相比同样NaNO3补充道。
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c .浸出率剖面& LRobs依赖[不3- - - - - -]
最初的浸出率,LRobs,代表可滤取的浓度变化,[不3- - - - - -随着时间的推移)1。LRobs价值观从初始速率图的斜率获得使用平面镜方法由马克斯·拉特肖[29]。从表2可以得出,随着[不3- - - - - -我,LRobs也增加了。最初的总之间的重对数坐标图(没有可滤取的内容3- - - - - -)我和农业和非LRobs农业土壤表明分数阶的不止一个,即分别为2.91和1.82在表3中给出。速率定律给出的农业和非NaNO3农业土壤
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g .的应用研究
最早期的动力学研究3- - - - - -从土壤解吸发现释放的3- - - - - -偏离零阶动力学反应和更好的描述由一阶反应[22]。Ref[36]使用弗伦德里希方程的框架和发展将权力形式为解吸动力学模型方程。他解释说,模型参数取决于潜伏期允许的长度,增加溶质进一步土壤和解吸的开始。简和克莱顿(1980)描述了磷的解吸Elovich方程的形式修改。权力形式方程用我们的方式是不同的,它包括初始浸出率,但不初始desorbable没有3- - - - - -。这个方程更适合目前的土壤条件。此外,实验结果还安装在前面解释传统的动力学模型。平均值的斜率,r2和看到在表6中,不同浓度的[不3- - - - - -我的没有3- - - - - -盐。很明显从表中第一阶方程(图5)和抛物线扩散(图6)是最合适的描述3- - - - - -浸出。
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结论
本研究进行了多学科的方法来获取数据后需要更好的表示没有3- - - - - -从土壤中运输。它已经成功地代表列研究的结果的权力形式的方程来表示硝酸浸出准确。1.5 >和< 3.0的分数阶NaNO3已经观察了浸出。本研究的结果显示,可滤取的3- - - - - -较高农业土壤列相比非农业列而吸附没有3- - - - - -浓度较高的非农土壤列。增加水填充孔隙度不传授(没有任何重大变化3- - - - - -我以及LRobs。
一些更早的研究[31],[33],[34]硝酸更高水平的农田,但关系与土壤中硝酸盐浓度的浸出率没有任何研究报告。这种方法也可以应用在农业领域知道需肥量的植物以及浸出率低于根区。

引用
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