東部草原露天礦黏土對(duì)磷的養(yǎng)分動(dòng)力學(xué)特性

宋子恒，畢銀麗，張 健，龔云麗，張 華

(1. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 煤炭資源與安全開采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083; 2. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京 100083; 3. 國(guó)家能源集團(tuán)煤炭中心，北京 100011)

由于露天開采具有開采成本低、安全好、資源利用率高等優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)露天開采的比例日益增加[1]。我國(guó)東部草原地區(qū)，如內(nèi)蒙古東部錫林郭勒盟、呼倫貝爾市等，有豐富的煤炭?jī)?chǔ)量，適宜露天開采，但是露天開采后會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，露天礦土地復(fù)墾與生態(tài)重建已經(jīng)成為東部草原生態(tài)恢復(fù)過程中最為緊迫的任務(wù)[2]。在寶日希勒露天煤礦開采過程中發(fā)現(xiàn)，表土下有20 m厚且具有豐富營(yíng)養(yǎng)的黏土基質(zhì)并未加以改良和合理有效利用，造成了黏土資源的浪費(fèi)[3]。東部露天礦區(qū)黏土基質(zhì)結(jié)構(gòu)不良，質(zhì)地黏重，土壤吸水時(shí)易膨脹，形成密實(shí)棱柱狀或棱塊狀結(jié)構(gòu)體，同時(shí)由于其鈣離子含量較多，鈣離子的凝集作用和土壤頻繁干濕交替時(shí)膨脹收縮的擠壓作用導(dǎo)致難以形成良好的團(tuán)粒，顆粒排列緊密，孔隙較小，不利于通氣、保水和生物活動(dòng)的硬土粒，成為制約黏土資源改良利用的限制條件[4]，采用不同配比沙土來改良黏土結(jié)構(gòu)成為簡(jiǎn)單易行的方法之一。

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育不可或缺的營(yíng)養(yǎng)元素，與其他營(yíng)養(yǎng)元素相比，磷元素在土壤中固定能力強(qiáng)、不易遷移，但是與之相對(duì)，就會(huì)產(chǎn)生當(dāng)季利用率低的問題。因此在不同環(huán)境條件下土壤對(duì)磷元素的固定能力一直是研究的熱點(diǎn)[5]。土壤的顆粒組成與養(yǎng)分含量是土壤性質(zhì)的重要指標(biāo)，不同的土壤質(zhì)地對(duì)土壤中養(yǎng)分的保蓄與利用會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

土壤類型與土壤中磷元素的擴(kuò)散呈顯著相關(guān)的關(guān)系，不同質(zhì)地的土壤中，土壤團(tuán)聚體以及土壤微粒的比表面積、空隙等都會(huì)影響土壤中養(yǎng)分的遷移[6]。前人對(duì)表土替代材料的研究多集中在植物對(duì)不同基質(zhì)的響應(yīng)上[7]，或是加入改良劑改變土壤基質(zhì)[8]，而對(duì)尋找低成本的表土替代材料及土壤基質(zhì)養(yǎng)分的吸附與解吸的研究較少。不同質(zhì)地的土壤對(duì)磷元素的吸附和解吸一直是研究的熱點(diǎn)，陳波浪等[9]利用吸附解吸等溫曲線研究了不同質(zhì)地棉田土對(duì)磷的吸附解吸;ALLEN等[10]發(fā)現(xiàn)，地表徑流中的有效磷會(huì)隨著磷元素飽和度增加而增加;李北罡等[11]通過對(duì)黃河表層沉積物的研究，發(fā)現(xiàn)顆粒越細(xì)小，吸附的磷含量越多;而對(duì)于黏土與沙土混合基質(zhì)的研究則多集中于農(nóng)作物栽培基質(zhì)的選擇[12]。近年來國(guó)外對(duì)磷的吸附解吸研究主要針對(duì)富磷水體中磷元素的吸附材料的開發(fā)[13]。國(guó)內(nèi)研究大多集中在探索各地不同土質(zhì)狀況下土壤對(duì)磷元素固定情況[14]，而目前，對(duì)寶日希勒露天煤礦開采產(chǎn)生的黏土及其與沙土的配比對(duì)磷元素的養(yǎng)分動(dòng)力學(xué)特征還未有比較。筆者選擇寶日希勒露天礦區(qū)上覆巖層黏土基質(zhì)為研究對(duì)象，探究露天礦開采產(chǎn)生的黏土及其不同混合比例對(duì)磷元素的養(yǎng)分動(dòng)力學(xué)特性，為未來進(jìn)一步改良利用露天礦黏土材料提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以采自寶日希勒礦區(qū)(49.397°N，119.745°E)的當(dāng)?shù)乇硗梁拖聦拥酿ね磷鳛檠芯繉?duì)象。表土主要采用土鉆在未擾動(dòng)的草地上采集0～20 cm土壤，沙子來自于河沙，隨機(jī)選擇5個(gè)樣點(diǎn)，采用四分法縮分至1 kg。黏土采集于采掘現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)土層剝離處。將黏土和沙土按質(zhì)量比1∶1,1∶2,1∶3 混勻后形成3種混合土壤基質(zhì)。供試的3個(gè)基礎(chǔ)土壤的基本理化性狀見表1，2。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1磷元素等溫吸附

稱取過60目篩的6種風(fēng)干土壤樣品各2.500 g置于50 mL離心管中，依次加入磷質(zhì)量濃度為0，10，30，50，80，120，160，200 mg/L的KH2PO4溶液50 mL，支持電解質(zhì)為KCl(0.01 mol/L)，滴加甲苯3～5滴以抑制微生物的活性。于25 ℃的恒溫振蕩箱中振蕩24 h，震蕩完成后，將離心管放入離心機(jī)，以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min后，小心傾倒獲取上清液，用鉬銻抗比色法測(cè)定上清液中的磷，即得到平衡后溶液中磷的濃度，利用差減法獲得吸附量，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。用Langmiur和Freundlich方程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析。利用SAS8.5和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差案分析，顯著水平為5%。利用OriginPro8.5軟件繪制圖表。

表1 不同基質(zhì)粒度組成含量
Table 1 Particle size distribution of different soil materials%

樣品質(zhì)地 細(xì)黏粒(<0.001 mm)粗黏粒(0.001～0.002 mm)細(xì)粉粒(0.002～0.005 mm)中粉粒(0.005～0.01 mm)粗粉粒(0.01～0.05 mm)細(xì)砂粒(0.05～0.25 mm)表土壤黏土4.6726.332.524.5933.1628.72黏土重黏土96.273.710.02000沙土沙土000.010.641.2298.13

表2 不同基質(zhì)養(yǎng)分含量
Table 2 Nutrient content in different materials

土壤類型最大持水量/%pHEC/(mS·cm-1)腐殖酸/%有機(jī)碳/(g·kg-1)速效磷/(mg·kg-1)速效鉀/(mg·kg-1)堿解氮/(mg·kg-1)表土50.72±1.3b7.52±0.3b18.36±1.6a0.345±0.02a18.36±0.6a13.71±0.2b145.71±6.9a124.4±5.7a黏土70.41±2.6a7.81±0.1a13.55±0.5b—13.55±0.2b17.04±1.1a93.92±9.8b86.9±6.6b沙土23.51±0.4c7.23±0.1b0.08±0.01c—0.34±0.01c4.95±0.1c24.56±1.2c14.1±0.3c

注:數(shù)值(平均值±誤差，3個(gè)重復(fù))后面的相同小寫字母表示組間差異不顯著，不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

1.2.2磷的等溫解吸

將離心后的土壤與30 mL的NaCl溶液充分混合、震蕩，用離心機(jī)在3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min后，傾去其上清液，然后加入KCl(0.02 mol/L)50 mL，置于25 ℃的恒溫振蕩箱中震蕩48 h，震蕩完成后進(jìn)行離心，取上清液進(jìn)行測(cè)定，所有處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.3 磷的吸附各參數(shù)的計(jì)算方法:

1.3.1磷吸附指數(shù)(PSI)

加入磷50 mg/L時(shí)，相當(dāng)于每克土加入了1 mg磷，使二者充分混合、震蕩，平衡后的土壤吸附磷的量X(mg/100 g)與平衡溶液中磷濃度(μmol/L)的對(duì)數(shù)之比為PSI。

1.3.2磷零點(diǎn)吸附平衡濃度(EPC0)

在磷元素質(zhì)量濃度在0，10 mg/L時(shí)，利用線性吸附等溫線返程S=bC-S0，估算土壤中EPC0的大小。其中，S為土壤吸附磷的量;b為吸附系數(shù);C為平衡液中磷的濃度。

1.3.3易解吸磷(RDP)

不添加磷標(biāo)準(zhǔn)液的處理，即KH2PO4為0 mg/L，只加入電解質(zhì)KCl的時(shí)候提取出的磷即為土壤易解吸磷。

1.3.4土壤最大緩沖容量(MBC)

土壤最大緩沖容量為L(zhǎng)angmuir吸附等溫方程中，最大吸附量Γmax與吸附能常數(shù)KL的乘積(MBC=ΓmaxKL)。

1.3.5磷元素飽和度(DPS)

DPS為土壤可提取磷與磷最大吸附量的比值，其中可提取磷為速效磷。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤基質(zhì)對(duì)磷的吸附等溫線

用平衡法研究土壤基質(zhì)對(duì)磷的吸附時(shí)，常采用Langmuir等溫吸附線和Freundlich等溫吸附線來擬合土壤樣品的吸附量及溶液中溶劑剩余質(zhì)量濃度的關(guān)系，擬合結(jié)果如圖1所示，獲得了熱力學(xué)方程相關(guān)參數(shù)見表3。圖1表明，沙土、表土、黏土、NS1∶1,NS1∶2這5種基質(zhì)均符合Langmuir和Freundlich的等溫吸附線，其擬合度均在0.9以上，NS1∶3基質(zhì)在2種等溫吸附線的擬合度均在0.8以上，相關(guān)系數(shù)為0.803，0.977。

磷在不同基質(zhì)中的Langmuir吸附等溫線可以理解為，吸附劑的表面很多吸附活性中心點(diǎn)，而吸附過程只會(huì)發(fā)生在這些中心點(diǎn)，其吸附范圍約為一個(gè)分子大小，吸附劑的活性中心與吸附質(zhì)的分子數(shù)呈一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)所有的活性中心都被吸附質(zhì)占滿時(shí)，即為吸附飽和。原因?yàn)?磷元素在土壤中的吸附一般為兩種，一種以靜電為機(jī)制的陰離子交換吸附;另一種以配位體吸附為機(jī)理的轉(zhuǎn)性吸附[9]。由于黏土材料的黏?；钚员砻娣e大[15]，因此相比于表土和沙土具有更強(qiáng)的物理吸附能力，能夠?qū)α桩a(chǎn)生更強(qiáng)的吸附能而阻止磷的解吸，同時(shí)，黏土材料相比于表土和沙土具有更多的膠態(tài)微粒，也可以對(duì)無機(jī)磷進(jìn)行固定。Langmuir方程表征土壤對(duì)磷元素的吸附特征值，包括最大吸附量Γmax和吸附能常數(shù)KL，Γmax是土壤磷庫(kù)的標(biāo)志，只有當(dāng)磷庫(kù)達(dá)到一定容量才能夠向植物提供養(yǎng)分[9]。在Langmuir方程中，KL越大，土壤對(duì)磷酸根的吸附能力越強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)中，6種土壤基質(zhì)對(duì)磷元素的最大吸附量為黏土>NS1∶1>表土>NS1∶2>NS1∶3>沙土，KL也有相同的變化趨勢(shì)，這一結(jié)果與呂珊蘭[16]研究的結(jié)果一致。由表3可以發(fā)現(xiàn)，黏土對(duì)磷元素吸附最大值為1 120 mg/kg，表土對(duì)磷元素的吸附最大值為598 mg/kg，黏土的吸附量是表土吸附量的1.87倍。表土、黏土、黏土∶沙土 1∶1對(duì)磷元素吸附能常數(shù)分別為0.59×10-3，0.82×10-3和0.79×10-3L/mg，說明黏土的吸附速率大于表土，而NS1∶1的吸附速率略低于黏土而顯著高于表土。

圖1 磷吸附的Langmuir和Freundlich等溫線Fig.1 Langmuir and Freundlich isotherms of phosphorus adsorption

表3 不同土壤基質(zhì)對(duì)吸附磷的熱力學(xué)方程相關(guān)參數(shù)
Table 3 Relative parameters of thermodynamic equation for phosphorus adsorption on different substrates

吸附質(zhì)Langmiur方程Гmax/(mg·kg-1)KL/(10-3 L·mg-1)R2Freundich方程KF/(L·mg-1)nR2沙土1001.500.92251.31.080.929表土5980.590.906351.60.870.932黏土1 1200.820.972777.80.560.941NS1∶19800.790.971649.01.430.977NS1∶25420.740.833313.51.320.921NS1∶34200.560.803234.60.670.819

Freundilch方程中，常數(shù)n與吸附強(qiáng)度有關(guān)，由表3可以看出，n變化不大，與吸附量呈相反的趨勢(shì)。而平衡常數(shù)KF與吸附量呈正相關(guān)，KF越大，吸附量越大，其中黏土、黏土∶沙土1∶1的KF分別是表土KF的2.21和1.85倍，而NS1∶2以及NS1∶3的KF則顯著低于表土的KF，說明黏土和NS1∶1能夠更有效地吸附磷元素。有學(xué)者研究表明，黏土廣泛存在于自然界中，其比表面積大、孔隙度大的特點(diǎn)使其具有了良好的吸附性，而其特殊的膠體性能和晶體結(jié)構(gòu)也大大增加了黏土的吸附性能和離子交換能力[17]。在表土稀缺的東部草原露天礦排土場(chǎng)，黏土及黏土混合物有可能在一定程度上替代表土的不足，并且可以利用其對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的固定能力更好地累積養(yǎng)分。

2.2 不同土壤基質(zhì)的解吸特性

磷元素在土壤中的解吸過程是吸附的逆向過程。如圖2所示，隨著添加的磷元素的增多，6種基質(zhì)的解吸率都有顯著地提高。其中沙土在200 mg/L的磷濃度下，解析率高達(dá)91%;而黏土則始終保持著極低的解析率，解吸率順序?yàn)樯惩?91.3%)>NS1∶3(58.1%)>表土(43.9%)>NS1∶2(42.9%)>NS1∶1(40.4%)>黏土(27.5%)。NS1∶1和NS1∶2的解吸率與表土較為接近。黏粒含量越高，解吸率越低，這與陳波浪等[9]的研究結(jié)果一致,。當(dāng)加入的磷質(zhì)量濃度高于50 mg/L時(shí)，沙土、表土的解吸率明顯增加，而含有黏土的土壤基質(zhì)的解吸率則增加的相對(duì)較緩，表明黏土對(duì)磷元素的固定能力顯著強(qiáng)于表土和沙土。圖3為不同土壤基質(zhì)的釋磷量，可以看出，在0～200 mg/L，黏土和沙土1∶1的比例下，釋磷量都是高于表土和黏土的，在溶液質(zhì)量濃度為200 mg/L，黏土∶沙土1∶1的釋磷量達(dá)到了395.92 mg/kg，是表土的1.51倍，是黏土的1.29倍，釋磷量的順序?yàn)镹S1∶1>黏土>表土>NS1∶2>NS1∶3>沙土。研究表明，NS1∶1的混合后，解吸率較接近于表土，由于NS1∶1吸附最大值遠(yuǎn)大于表土，所以在相似解吸率時(shí)，NS1∶1的解吸量是表土的1.51倍;同時(shí)，NS1∶1解吸率高于黏土，比黏土更易于釋放養(yǎng)分，這是因?yàn)轲ね僚c沙土混合后，降低了黏粒的比例，土壤顆粒的粒徑越大，其吸附容量越小[18-20]，與吸附相對(duì)，在磷元素釋放、解吸的過程中，粒徑大的土壤顆粒也比粒徑小的土壤顆粒具有更大的釋放、解吸磷量[15,21]，而本研究中使用的黏土吸附量大恰好印證了這種情況，所以黏土對(duì)磷元素的吸附量遠(yuǎn)大于沙土，而在混合后，可以很好的結(jié)合黏粒與沙粒的優(yōu)勢(shì)，在較低解吸率的同時(shí)產(chǎn)生較大的解吸量。

圖2 不同基質(zhì)土壤對(duì)吸附磷的解吸率Fig.2 Desorption rate of adsorbed phosphorus in different matrix soils

圖3 不同基質(zhì)土壤磷的解吸曲線Fig.3 Phosphorus desorption isotherms for soils with different substrates

2.3 不同土壤基質(zhì)對(duì)磷的吸持參數(shù)

表4為不同土壤基質(zhì)對(duì)磷元素的吸附參數(shù)。當(dāng)PSI值越大，土壤對(duì)磷元素的固定能力越強(qiáng)。黏土、NS1∶1兩個(gè)處理的PSI值都顯著高于表土，說明針對(duì)PSI指標(biāo)，黏土、黏土∶沙土1∶1是優(yōu)于表土的，這與Langmuir吸附等溫線的擬合結(jié)果一致。

RDP越高，說明磷元素從土壤中淋溶出的可能性越大，可以看出沙土的RDP顯著大于表土和黏土，表土的RDP值分別是黏土∶沙土1∶1、黏土∶沙土1∶2和黏土∶沙土1∶3的2.42、1.42和1.13倍，說明磷元素最容易從沙土中流失，而黏土∶沙土1∶1的易解吸最少，因此在3個(gè)比例中黏土∶沙土1∶1的RDP值是最合適的。

表4 不同土壤基質(zhì)對(duì)磷的吸附參數(shù)
Table 4 Adsorption parameters for phosphorus in different soil substrates

土壤基質(zhì)PSIRDP/(mg·kg-1)MBC/(mg·L-1)DPS/%EPC0/(mg·L-1)b/(L·kg-1)沙土0.78e0.021a0.15f4.95a7.21a0.93e表土1.81c0.017b0.352d2.29b-4.47e9.84c黏土2.58a0.005d0.918a1.52d-1.99d20.15aNS1∶12.26b0.007d0.774b1.71c-4.75e12.33bNS1∶20.66e0.012c0.401c1.79c0.16c3.17dNS1∶31.38d0.015b0.235e1.93c2.87b2.89d

注:b為擬合herny線性方程吸附系數(shù)。

最大緩沖量MBC為L(zhǎng)angmiur吸附等溫線中Гmax與KL的乘積，該值表示土壤吸附溶質(zhì)時(shí)的緩沖能力，MBC值越大說明土壤對(duì)磷元素的儲(chǔ)存能力越強(qiáng)，黏土和黏土∶沙土1∶1的MBC值分別是表土的2.61和2.2倍，說明黏土和黏土∶沙土1∶1對(duì)磷元素的緩沖能力最強(qiáng)。添加黏土能夠控制營(yíng)養(yǎng)元素的流失，有效減少營(yíng)養(yǎng)元素的淋溶。含黏土的土質(zhì)可以積攢下來大量的營(yíng)養(yǎng)元素，在植物生長(zhǎng)時(shí)提供充足的養(yǎng)分。整體看對(duì)磷元素固定能力的順序?yàn)椤灭ね?黏土∶沙土1∶1>表土>黏土∶沙土1∶2>黏土∶沙土1∶3>沙土。這是由于∶黏土中黏粒含量多，黏粒比砂粒和粉粒具有更多的比表面積和孔隙度，因此對(duì)磷酸根具有更強(qiáng)的吸附能力;黏粒所具有的特殊的晶體結(jié)構(gòu)和膠體性能也可以對(duì)磷產(chǎn)生固定[22]。綜合看磷元素的吸持指數(shù)，黏土和黏土∶沙土1∶1的固定磷的能力最強(qiáng)，通過淋溶的方式損失磷的量最少，黏土∶沙土1∶1能夠比表土更有效的固定磷元素。

3 討 論

國(guó)內(nèi)外目前主要的研究集中在利用黏土礦物對(duì)抗生素、重金屬、富營(yíng)養(yǎng)化的水體進(jìn)行凈化以及某一區(qū)域磷流失風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[23-24]，對(duì)于東部草原這一氣候特殊區(qū)域的磷元素的養(yǎng)分動(dòng)力學(xué)研究很少。磷元素是植物生長(zhǎng)必不可少的元素[25]，但是在現(xiàn)實(shí)狀況下，土壤中的磷元素被植物所利用的利用率較低[26]，其中一個(gè)主要原因就是土壤對(duì)磷元素有著很強(qiáng)的吸附作用[27]，土壤對(duì)磷元素的吸附/解吸過程影響了其為植物提供養(yǎng)分的能力，進(jìn)而會(huì)影響到植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，磷元素的吸附/解吸過程可以揭示磷元素的有效性以及在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化[28]。因此對(duì)東部草原地區(qū)露天礦開采產(chǎn)生的黏土進(jìn)行磷元素的養(yǎng)分動(dòng)力學(xué)研究，可以明確磷元素在土壤中的物理化學(xué)行為，也可以為采礦伴生黏土資源化利用提供依據(jù)，具有重要的生態(tài)意義。

在露天礦排土場(chǎng)邊坡易形成徑流和養(yǎng)分淋溶，因此要選用對(duì)磷元素固定能力強(qiáng)的土壤作為表層基質(zhì)，黏土是非常合適的選擇。前人關(guān)于富磷水體的凈化，其目的是將水體中的磷固定到土壤中，從而減少磷的淋溶和遷移[29]，這與本研究目的是一致的。但是，當(dāng)?shù)赝寥肋€存在沙化嚴(yán)重的問題，而沙土對(duì)磷元素的固定能力非常弱[30]，ZHOU等[31]認(rèn)為，黏壤土中營(yíng)養(yǎng)元素淋失量?jī)H為5.7%～9.6%，而沙壤土中營(yíng)養(yǎng)元素的淋失量可達(dá)16.2%～30.4%。同時(shí)，黏土雖然可以很好的吸附水體中的磷元素[32]，但是釋磷量太低會(huì)導(dǎo)致土壤中磷元素不足，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育[33]，因此在選擇合適的土壤時(shí)既要對(duì)磷元素有較強(qiáng)的固定能力，又要能夠?qū)⒁欢康牧自蒯尫懦鰜?。土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、土壤團(tuán)聚體數(shù)量等理化性質(zhì)差異，都會(huì)影響到營(yíng)養(yǎng)元素在土壤中的固定和釋放[34]。因此，可以利用當(dāng)?shù)靥厥獾牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)，就地取材將沙土和黏土混合，利用沙土稀釋黏粒含量，將沙土釋磷率高的特性與黏土對(duì)磷元素固定能力強(qiáng)的特性相結(jié)合，形成一種既能有效固定磷元素于土壤中，又能充分釋放磷元素供植物吸收的混合土壤基質(zhì)，通過這種配比不僅能夠在降雨量大的時(shí)候固定住水體中的營(yíng)養(yǎng)元素，防止磷元素的淋溶，也可以解決當(dāng)?shù)乇硗亮坎蛔恪⑼恋厣郴瘒?yán)重的問題。同時(shí)有研究報(bào)道黏土和沙土1∶1混合相較于1∶2和1∶3具有更接近表土的理化性質(zhì)[35]。

目前將黏土和沙土混合的研究多見于富磷水體的凈化，有利用黏土和沙土不同比例混合后制成生態(tài)減污袋來吸附水體中的磷元素的研究[36]，研究發(fā)現(xiàn)黏土和沙土1∶1混合制成的生態(tài)減污袋對(duì)于水體中磷元素的去除效果最好。而利用黏土和沙土混合基質(zhì)進(jìn)行土質(zhì)改良研究的相對(duì)較少，還未見針對(duì)東部草原露天煤礦排土場(chǎng)土質(zhì)改良的研究。本實(shí)驗(yàn)可以為露天礦伴生黏土材料的開發(fā)利用提供借鑒。

4 結(jié) 論

(1)通過吸附熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，黏土及黏土沙土混合基質(zhì)都能較好的擬合等溫吸附線，其中，NS1∶1在3種混合基質(zhì)中固定磷元素最多。

(2)通過解吸率和解吸量的等溫解吸曲線發(fā)現(xiàn)，黏土∶沙土1∶1混合具有最接近表土的解吸率，同時(shí)解吸量最大。

(3)NS1∶1混合可以作為解決寶日希勒露天礦排土場(chǎng)表土的替代材料。