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聚丙烯酰胺和粘粒及土壤团粒的相互作用

来源:北京北科 时间:2012-02-28 点击次数:

多数研究结果表明聚丙可以增加土壤团聚体的稳定性,保护土壤结构,进而可以增加降雨的入渗速率和减少土壤的流失量。也有实验表明当过量施放时(如3 g/m2),PAM分子会堵塞土壤孔隙。反而会增加径流,但还是能够有效地减少径流引起的土壤流失量。PAM对土壤的改良效果不仅决定于PAM和土壤各自的理化性质,也与其施放方法有关。土壤性质包括土壤的机械组成,尤其是粘土的类型和含量、团聚体的大小和水稳性及土壤中阳离子的类型和浓度。PAM的特性包括分子量、电荷类型和电荷密度、PAM分子在溶液中的形态及电解质的类型和浓度。另外,PAM的施放方法(如:干施或水溶液喷洒,喷洒后是否风干)都会影响PAM的改良效果。
PAM被土壤颗粒尤其是粘土矿物强烈吸附。由于分子量大,PAM的分子一般不会渗入到团聚体的内部,而是象网络一样被吸附在团聚体的外围。被粘土和土壤颗粒包括沙粒所吸附的PAM分子,尤其在风干后是不会被解吸的。

总的来讲,土壤对P舢Ⅵ的吸附可分为物理和化学两种。由于土壤中的粘土矿物带负电,对阳离子PAM的吸附主要是靠正负电荷间的静电引力。在强烈的静电引力下,阳离子PAM分子通常紧紧
包裹在带负电的粘粒的周围。带负电的粘土矿物和负离子PAlⅥ则相互排斥,他们之间的结合则
需要靠阳离子桥来实现。所以这种结合较前一种疏松。长链的PAM分子仅通过数处阳离子桥与不同的粘粒连接。这种结合有利于将不同的土壤颗粒网络起来,从而可以更好的保护土壤团聚体和土壤结构。而粘粒对非离子PAM的吸附和砂粒对各种PAM的吸附主要是靠范德华力来实现(属于物理吸附)。ThengCl8认为PAM分子可以替代粘土周围排列有序的水分子并与粘土结合,这个过程是熵值增加的自发的物理过程。Emerson[19]曾提议非离子PAM和粘土矿物表面可以形成氢键而结合(属化学过程)。
PAM对人和环境基本上没有什么有害影响,PAM不易受土壤微生物的影 解主要是由耕作和雨滴打击等引起的机械断裂、化学分解和光解。PAM的降解速度直接影响它对土壤改良的持久性。