施用生物炭对土壤无机氮固持的影响

为探究施用生物炭对于土壤无机氮固持的影响,选择稻草秸秆生物炭(RBC)和玉米秸秆生物炭(CBC)作为吸附剂,开展了不同生物炭种类、生物炭添加量、对于不同无机氮浓度以及不同土壤pH条件下无机氮固持效果影响的实验,系统研究了施用生物炭对于土壤中无机氮固持效果。结果表明:施用生物炭对土壤无机氮有显著的固持作用,3%RBC处理的土壤氨氮、硝氮固持率分别达到8.89%～43.75%、7.79%～28.50%,3%CBC处理的土壤氨氮、硝氮固持率分别达到35.61%～48.77%、4.81%～41.26%。CBC的无机氮固持率优于RBC,土壤中施用质量分数3%的生物炭时土壤无机氮固持效果最佳,土壤氨氮、硝氮浓度为60mg/kg、20mg/kg时更有利于土壤无机氮固持,适宜固持氨氮的土壤pH环境为弱碱性(pH在5.5～6.5),适宜固持硝氮的土壤pH环境为弱酸性(pH在6.5～7.5)。综上,施用生物炭对于土壤无机氮具有较好的固持效果,可有效减少无机氮流失。     

基于化学计量学分析生物炭-N配施的联合效应

为探讨新型土壤调理剂——生物炭及氮肥配施对土壤养分调理的影响,采用培养实验结合化学计量方法分析玉米秸秆生物炭（SBC）、鸡粪生物炭（MBC）和氮肥（尿素）配施的添加效应。结果表明:生物炭能够提高土壤养分质量分数,但其调理效果具有剂量依赖性和种类异质性。随着生物炭用量的提高,土壤养分质量分数呈上升趋势。SBC处理使土壤有机碳（SOC）和全磷（TP）质量分数最高提升101.754%和34.592%。MBC处理使土壤SOC和TP质量分数最高提升了23.684%和84.396%。SBC通过诱导土壤SOC质量分数的提高进而提高土壤碳氮质量比（C/N）和碳磷质量比（C/P）。而MBC处理则通过磷剂量稀释效应降低了土壤C/P和氮磷质量比（N/P）。生物炭和氮肥之间不是单一的叠加效应,实际应用过程中应充分考虑氮肥与生物炭的交互效应。     

镉胁迫对玉米生理特性的影响

通过玉米砂培试验,用不同质量浓度的镉对玉米进行处理,对其生理特性进行了研究,以探讨其能否作为重金属镉生物有效性的指示植物,结果表明,镉对玉米的毒害受到时间和镉质量浓度双重因子的制约,从表现上看镉毒害症状很少,但镉对玉米的毒害随着在植株体内的积累逐步显现出来。苗期及营养生长前期镉对玉米的毒性临界点质量浓度为1.0 mg/L左右,严重毒害质量浓度为5.0 mg／L。同时还发现植株体内游离脯氨酸的质量分数的变化比其它生理指标明显,因此脯氨酸可以作为某些植物对重金属离子的同期抗逆性指标。由于玉米对镉胁迫的忍受能力比较强,作为土壤镉污染修复植物有一定的研究价值。     

玉米秸秆生物炭对水中对苯醌的吸附性能研究

资源环境问题一直受到人们的广泛关注,农业废弃物玉米秸秆可以用来提取油气,副产物生物炭预期能够用于环境治理。在600℃条件下,通过简单的限氧热解法制备得到玉米秸秆生物炭,将其用于吸附去除在高级氧化过程中产生的中间氧化产物——对苯醌,研究了玉米秸秆生物炭的投加量和溶液初始pH值对吸附效果的影响,玉米秸秆生物炭吸附对苯醌的动力学、热力学作用机理,玉米秸秆生物炭的再生利用性能等。研究结果表明:①玉米秸秆生物炭能够高效吸附去除对苯醌,投加量为0.8 g/L时的去除率可达到97.2%。②在较宽的pH值变化范围内(3.0～11.0)均表现出了较高的去除能力,且生物炭和对苯醌之间产生的∏-∏电子供体-受体(∏-∏electron-donor-acceptor interaction)相互作用占主导。③Elovich和准二级动力学模型均能较好地拟合试验动力学数据,表明玉米秸秆生物炭与对苯醌之间可能存在扩散控制的化学吸附过程。④基于Langmuir模型的玉米秸秆生物炭对对苯醌的最大吸附量q_(max)为94.6 mg/g;与Langmuir模型相比,Freundlich模型能够更好地拟合试验热力学数据,且玉米秸秆生物炭对对苯醌的吸附在很大程度上是多分子层吸附过程。⑤多次循环再生后的玉米秸秆生物炭仍具有较好的吸附去除率。     

磷对甘蓝型油菜幼苗镉吸收及土壤酶活性的影响

【目的】探究施磷条件下油菜幼苗各部位镉含量、土壤有效镉(DTPA-Cd)、土壤磷形态和土壤酶活性的变化,以期为镉污染土壤的修复与可持续利用提供参考。【方法】通过盆栽实验,研究不同镉含量(0.3、3.0、5.0 mg/kg)下,磷添加(KH₂PO₄,5.0、75.0、150.0 mg/kg)对苗期油菜根、茎、叶部镉含量,土壤pH,有效镉含量及酶活性的影响。【结果】高磷添加增加了苗期油菜的生物量和镉积累量。土壤镉含量为3.0和5.0 mg/kg时,磷添加量为150.0 mg/kg时,油菜植株生物量最高,分别为2.68和2.03 g;其镉积累量也最多,分别为164.00、165.62微克/盆。对于土壤pH、有效镉含量和磷形态含量而言,镉含量为3.0、5.0 mg/kg时,磷施加量由5.0 mg/kg增加至150.0 mg/kg时,土壤pH分别降低了0.11、0.06个单位,土壤矿物质磷(Ligand-P)含量分别降低了10.2%、10.3%,土壤生物有效磷(Bioavailable-P)含量分别增加了48.7%、35.9%,土壤有效镉(DTPA-C...     

热解条件对秸秆热解特性及生物炭产率的影响

为明确秸秆废弃物生物炭制备过程中的热解特性及其与生物炭产率之间的关联,探寻秸秆废弃物制备生物炭的最佳热解条件,以4种不同类型的秸秆废弃物为研究对象,通过热重模拟结合秸秆废弃物的组分特征,考察秸秆废弃物种类、热解终温、升温速率对秸秆废弃物热解特性及生物炭产率的影响.结果表明,4种秸秆废弃物在热解过程中其最大失重量和最大失重速率均出现在热解阶段,最大失重速率排序为:小麦秸秆＞玉米秸秆＞水稻秸秆＞芦苇秸秆,与秸秆自身的纤维素含量相关.统计分析表明,秸秆废弃物种类、升温速率、热解终温、终温保持时间对生物炭产率均有显著影响.热解终温越高、升温速率越大、保留时间越长,生物炭产率越低.热解终温、升温速率对秸秆生物炭产率的影响规律均与热重模拟实验结果相吻合.综合热解特性、生物炭产率统计分析结果及能耗,选定生物炭的最佳制备条件为以10 ℃/min的升温速率升至500 ℃,保持30 min.     

玉米秸秆微波热解研究

为了研究玉米秸秆形成可再生能源,通过热解可转化为液体燃料—生物油,利用微波加热,考察了玉米秸秆热解制备生物油的情况.结果表明:玉米秸秆的影响因素很多,包括微波功率、热解温度、时间、加料量、添加剂等;最优工艺条件为:当热解温度500℃、处理量0.3 kg/kW、热解时间15 min、堆密度大于0.40 kg/m3、碳的添加量为秸秆的5%~10%时,生物油产率最大,达到56%.     

皂角苷强化黑麦草去除土壤PAHs效果及机制探究

选取菲、芘两种典型多环芳烃(PAHs)模拟污染土壤，种植黑麦草，并施入植物源生物表面活性剂皂角苷，研究了皂角苷施入对黑麦草修复土壤PAHs的强化效果.结果表明：培养60 d后，皂角苷浓度达到在500 mg/kg时，强化效果最优：菲、芘的去除率分别达到74.9%、60.9%,而对修复植物黑麦草而言：首先，皂角苷的施入能够显著提高黑麦草体内CAT、SOD、POD三种抗氧化酶活性，减少黑麦草体内MDA的含量，显著提高了修复植物黑麦草的抗氧化能力；其次，皂角苷能够显著增强黑麦草对PAHs的吸收，当皂角苷施入浓度达到500 mg/kg时，菲、芘两种PAHs的富集系数是无皂角苷施入对照组的1.52及1.78倍，但对PAHs在黑麦草体内的转运系数影响不大.此外，皂角苷施入土壤后，能有效提升根系土壤中PAHs天然降解菌芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度，进一步促进了PAHs土壤的修复.     

热解温度诱导下污泥生物炭特性和吸附能力相关性

为探讨不同热解温度下污泥生物炭性质与其对染料的吸附能力之间的内在关系,以城市污泥为原料,通过热解法在不同温度下(300～800℃)制备污泥生物炭,研究不同生物炭的特性及其对罗丹明B和亚甲蓝的吸附能力,并通过相关性分析探讨影响生物炭吸附能力的主要因素.结果表明:热解温度显著影响生物炭理化性质(P 0. 05),提高热解温度可导致生物炭碱性增大,产率、挥发分质量分数和有机碳质量分数逐渐下降;当热解温度为800℃时,生物炭对罗丹明B和亚甲蓝的吸附效果均达到最大值,分别为5. 8 mg/g和5. 7 mg/g;生物炭对罗丹明B和亚甲蓝吸附量与灰分质量分数显著正相关,但与有机碳质量分数、挥发分质量分数以及有机碳与氧质量分数比值w(O)/w(C)等显著负相关(P 0. 05).因此,高温总体上有利于提高污泥生物炭对染料的吸附能力.     

废弃物联合高羊茅修复铬污染土壤中试实验

为探索修复Cr(Ⅵ)污染土壤的新方法、提高对铬污染土壤的修复效果,以某化工厂铬渣堆存场内Cr(Ⅵ)污染土壤为研究对象,通过对铬污染场地26种野生植物体内铬含量进行测量的方法,筛选出铬超富集植物高羊茅,采用秸秆-污泥-复合菌多种废弃物联合高羊茅修复铬污染土壤技术对铬污染土壤进行了修复实验.研究结果表明,经过秸秆-污泥-复合菌多种废弃物联合高羊茅修复铬污染土壤技术可以将土壤中的Cr(Ⅵ)质量分数降低到30 mg/kg以下,土壤中微生物菌落数和线虫数量明显增加,具有较强的工程可实施性.该技术在对铬污染土壤进行修复的同时,为秸秆和活性污泥的资源化利用开辟了新的途径,实现了"以废治废".