生物炭对土壤修复的研究进展

我国农业已逐步由粗放型经营转变为集约型经营,绿色低碳模式逐渐成为农业发展的新方向。生物炭是一种新型生物材料,主要以农业废弃物为原材料经高温加工而成,富含碳元素及其他植物所需的微量元素,孔隙结构发达,表面积巨大,对土壤具有修复作用。生物炭的优良性质使其近年来在农业生产和生态环境保护方面得到了广泛应用和关注。重点综述了生物炭对土壤性质（pH和田间持水量）、土壤养分、土壤酶活性以及土壤微生物群落的影响,对国内外研究动态和研究热点进行了简要归纳,通过思考和分析,对生物炭未来的研究方向提出合理建议,以期为今后生物炭的深入研究提供依据。     

生物炭对茶园土壤镉的固定机理研究

正我校地理科学学院李清飞博士2016年获批国家自然科学基金项目:生物炭对茶园土壤镉的固定机理研究,项目编号:41671476.随着工业的快速发展,中国农田土壤重金属的污染问题日益加重.相关研究证实,茶叶重金属的主要来源是土壤.因此,如何降低茶园土壤中重金属含量或钝     

生物炭对土壤微生物特性影响的研究进展

生物炭是在低氧条件下生物质经过热裂解得到的含碳丰富的产品,可提高土壤酸碱度,具有保水保肥及改善土壤微生物特性等功能。综述了生物炭对土壤微生物生物量、微生物群落结构及土壤酶活性的影响,多数研究表明:生物炭的碱性性质及多孔性质提供了适宜微生物生长的微环境,从而增加了土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮等的含量; 生物炭含有的营养物质及多孔性质,促进了土壤中细菌及某些功能菌的生长,但同时生物炭中含有的重金属及多环芳烃等有毒物质对细菌生长存在抑制作用; 相比于土壤细菌,生物炭碳氮比(C/N)高、含大量难降解碳化合物,则有利于土壤真菌生长,并且生物炭具有的较大孔隙度,为真菌菌丝提供了附着位点; 生物炭对微生物的促进作用间接提高了土壤中脱氢酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶等土壤酶活性。因此,未来应进一步探索生物炭与土壤微生物之间的相互作用机理,深入了解生物炭的土壤改良作用,深化对土壤微生物多样性的认识。     

玉米秸秆生物炭对重金属镉、铅的吸附性能

利用玉米秸秆制备生物炭,进行吸附重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)试验,分析生物炭吸附重金属的吸附量及吸附效率.试验结果表明:Cd~(2+)的最优吸附条件是pH为5,120 min吸附平衡.Pb~(2+)的最优吸附条件是pH为1,60 min吸附平衡;生物炭对养殖废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)具有较好的吸附效果,吸附去除率分别为85%和98%,生物炭对Pb~(2+)的吸附效果明显优于Cd~(2+);Cd~(2+)和Pb~(2+)在秸秆生物炭表面上的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型.     

苜蓿生物炭对磺胺甲恶唑的吸附机理研究

该文以紫花苜蓿为原料,分别在600℃、700℃和800℃下热解制备生物炭,研究其对水溶液中磺胺甲恶唑的吸附机理.通过元素分析、FTIR、BET、XRD等方法对制备的生物炭进行表征,探究了热解温度、环境温度、初始抗生素浓度、溶液pH值、离子强度以及离子类型等对磺胺甲恶唑吸附的的影响,应用吸附动力学和吸附等温线研究生物炭对...     

碱活化-煅烧制备生物炭对重金属的吸附研究

为探究碱活化-煅烧生物炭对水中重金属的吸附性能,采用氢氧化钠活化-管式炉煅烧制备柚子皮生物炭,通过吸附水中铅离子的试验研究。结果表明:碱活化-煅烧后柚子皮粉在扫描电镜下呈片状结构,表面平整,结构有序,杂质明显减少,内部有丰富的孔道,为后续吸附反应提供了充足的条件;红外光谱分析得知羧基、羟基类基团起到主要的吸附作用;pH、震荡时间、吸附剂用量、重金属铅离子的初始浓度和震荡温度等因素,都对碱活化-煅烧生物炭吸附水中重金属铅离子有显著的影响。通过实验,得出用5%氢氧化钠改性并经过管式炉煅烧后的改性柚子皮粉对重金属铅离子的去除率可达到98%以上。分别用Langmuir和Freundlich对吸附等温方程进行拟合,未经煅烧的柚子皮粉吸附废水中重金属铅离子吸附等温线更符合Freundlich等温方程,经煅烧的柚子皮粉生物炭吸附废水中重金属铅离子的吸附等温线更符合Langmuir吸附等温方程。     

生物炭和堆肥联合修复重金属和有机物污染土壤的研究进展

生物炭和堆肥可以有效的减少有机废物的容积,适用于土壤修复,被认为是高效的废物管理策略。本文综述了在生物炭和堆肥联合修复重金属污染土壤过程中两者的相互作用。在堆肥过程中,添加生物炭可以改变堆肥过程中的物理化学变化,微生物群落和结构,有机质的腐殖化过程以及恶臭气体的释放。同时,生物炭的添加改变了堆肥过程中营养元素的含量和土壤阳离子交换容量以及有机质含量,进而影响微生物的活性。另一方面,生物炭在堆肥化过程中,其物理化学性质和表面官能团发生了改变。生物炭和堆肥的相互作用增强了污染土壤的修复效果。基于以上内容,文章进一步探讨了该领域未来研究的重点,以期对复合型污染土壤修复方面的工作提供参考。     

热解温度对秸秆生物炭钝化重金属污染土壤影响分析

为了探究热解温度对以黄豆秸秆制备生物炭对土壤重金属Pb及Cd的吸附及钝化性能,以黄豆秸秆为原材料,在300,500和700℃热解温度下制备生物炭,并探究其对土壤重金属铅锌的钝化作用。实验结果表明随热解温度升高,生物炭中碳含量呈现上升趋势,且pH由8.95升高至10.23,灰分的含量却由34.5%下降至28.6%。热解温度能对生物炭吸附重金属Pb及Cd产生影响,并且热解温度升高,重金属吸附量呈现上升趋势,并且当热解温度为700℃时,生物炭对Pb及Cd的吸附量分别为1.2和26.8 mg/g。进一步探究表明热解温度能够提高生物炭对Pb及Cd的钝化性能,机制研究表明生物炭能够提高土壤中pH,并且热解温度升高提高了残渣态Pb及Cd的含量而降低酸可提取态Pb及Cd的含量。     

土壤重金属污染生物修复技术研究进展

从生物修复的概念和重金属污染土壤的方式出发,对重金属污染土壤植物修复和微生物修复两个方面的一般原理、方法和研究动态进行了综述,指出:重金属污染土壤生物修复基本上处于试验开发阶段,其今后研究的重点为探索超积累植物修复的机理,开发土壤改良剂和生物吸附剂以增加效益,超积累植物生物学性状的改善和微生物基因工程菌的构建,以生物修复为核心的联合修复作用的发挥及生物修复指标体系的建立.可以预料,重金属污染土壤生物修复具有很大的发展前景.     

农田土壤中生物炭定量方法研究进展

生物炭还田是一种绿色可持续的固碳技术,可实现农田土壤碳封存、农林废弃物高效资源化利用和土壤改良等多重目标。量化农田土壤中的生物炭不仅有助于估量其长期稳定的碳储量,为生物炭碳汇计量提供数据支撑,同时也可作为大田土壤中生物炭稳定性的评价指标。生物炭属于黑炭类物质,基于环境中黑炭的定量方法,依据测定原理将生物炭定量方法归纳为热氧化法、化学氧化法、苯多羧酸分子标记法和光学法,综述了各种方法的测试原理、技术特点及其优缺点,旨在为精准选择合适的生物炭定量方法提供技术参考。     

功能化生物炭吸附水中无机污染物的研究进展

生物炭作为一种多孔材料可用于污染水体修复,但生物质直接制备的原始生物炭通常吸附能力有限且回收再利用和固液分离困难。以原始生物炭为基础,通过各种改性技术制得的功能化生物炭在水处理领域表现出巨大的应用潜力。归纳和分析了近年来功能化生物炭对水体无机物污染物的吸附研究,总结了吸附水体无机污染物的功能化生物炭的制备方法、吸附性能、机制和影响因素。在此基础上,从实际应用、经济和技术可行性等方面提出了今后研究的重点。     

污泥基生物炭对重金属的吸附作用

为研究市政污泥基生物炭对重金属的吸附性能,进而作为吸附材料应用于污染修复中,在900℃下无氧热解制备生物炭,利用静态平衡法测定生物炭对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的吸附效果。结果表明:污泥基生物炭具有良好的吸附性能,吸附容量比市售活性炭高一个数量级,对Pb、Zn、Cu、Cd的最大吸附量实测值分别为(104.15±1.60)mg/g、(36.05±0.87)mg/g、(41.30±1.38)mg/g和(37.17±2.59)mg/g。污泥基生物炭具有很强的pH缓冲能力,平衡后溶液pH值大幅提高约2~3,溶液可由酸性变为近中性甚至碱性。平衡过程中,污泥基生物炭可释放大量的Ca2+离子,释放量与重金属离子初始质量浓度正相关,在0.2%污泥基生物炭投加、重金属质量浓度250mg/L以内时,Ca2+离子质量浓度为32.07~72.86mg/L。污泥基生物炭具有很强的重金属吸附能力,主要吸附机理为表面沉淀和离子交换。     

玉米和小麦秸秆生物炭对土壤重金属污染修复实验研究

为揭示不同秸秆生物炭对土壤中重金属污染修复的效果和机理,文章取矿山附近农田酸性土壤,以质量比5％ 分别施加玉米秸秆生物炭(maize biochar,MBC)和小麦秸秆生物炭(wheat biochar,WBC),并在培养10、25、40、55 d后取样分析土壤物理、化学性质和重金属形态变化,比较2种生物炭对Hg、Cd...     

有机质对土壤吸附重金属的影响

随着人们对土壤重金属污染的重视,土壤对重金属吸附研究已成为土壤表面化学领域的研究热点。土壤固定重金属的主要组分除土壤粘粒矿物、氧化物外,还有土壤有机物质[1]。近年来的研究表明[2],土壤有机质有富集重金属的趋向。     

生物质炭对废弃农田土壤中重金属形态和生物有效性的影响

本研究将生物质炭（2%,质量分数）施加到重金属污染农田土壤中,并采用盆栽试验方法种植小白菜,以考察生物质炭对废弃农田土壤中重金属（Cd、Pb、Cu、Ni、Zn和Cr）的总量和形态、小白菜生物量及其吸收重金属的影响。结果表明：生物质炭对土壤中Cd、Cu、Ni的总量无显著影响,而对Pb、Zn和Cr总量的影响主要与生物质炭吸附能力差异对淋溶损失的影响有关。生物质炭对土壤中重金属形态的影响与生物质炭和重金属的种类有关：生物质炭对Pb和Zn形态的影响程度最大,Cd和Cu次之,但对Ni和Cr形态几乎无影响。生物质炭（除了CC6）使小白菜的干重显著增加了27%～78%(P <0.05),这可能与生物质炭使土壤有机质含量显著增加以及总氮和总磷略有增加有关。除Pb外,生物质炭对小白菜吸收其余重金属无显著影响（P> 0.05）。本研究土壤中Cr超过了农用地土壤污染风险管控标准限值而Pb和Cd均未超标,但对照组和生物质炭处理组的小白菜中Cr、Pb和Cd均超过了食品国家安全标准限值。因此,在利用生物质炭修复重金属污染土壤时,特别是农田土壤,应在充分考虑土壤性质、农作物类型、重金属和生物质炭种类的基...     

生物炭应用于环境吸附和储能器件的研究进展

生物炭是以废弃生物质为原材料,在无氧或者缺氧条件下热处理得到的固体碳材料。它有着优异的性能和较高的利用价值,可以应用于水污染处理、土壤改良和修复、超级电容器等人类生产生活的各个方面。文章综述了近年来生物炭应用于环境吸附和储能器件的研究进展。     

商陆生物炭对Pb离子吸附的优势

本研究实验以Zn、Cd作对照,探究在单一重金属溶液中商陆生物炭对Pb离子吸附效果与溶液初始浓度、溶液pH值、吸附剂投加量的相关性,以及在复合重金属溶液中商陆生物炭对Pb离子吸附效果与吸附温度、吸附时间的相关性.本研究用Langmuir等温模型、准一级热动力学模、准二级热动力学模型,分别拟合在复合重金属溶液中商陆生物炭对...     

冻融作用对土壤吸附重金属的影响

以Pb²⁺和Cd²⁺为目标污染物研究冻融作用对土壤吸附重金属的影响, 推断了影响机制, 并分析了温度对冻融土壤吸附重金属的影响. 结果表明, 冻融作用降低了土壤对重金属的吸附量, 影响了吸附曲线的斜率, 但未改变吸附曲线形状, 这与冻融作用改变土壤理化性质有关: 冻融作用影响了土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附机制, 引起专性吸附向非专性吸附转变, 利于Pb²⁺和Cd²⁺向环境的解吸和释放. 冻融作用未影响土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附热力学性质, 随着温度的升高, 冻融土壤和未冻融土壤对Pb²⁺的吸附量逐渐升高, 属于吸热反应; 对Cd²⁺的吸附量降低, 属于放热反应.     

改性生物炭对镉离子吸附性能研究

以废弃松木屑为原料采用热分解法制备生物炭,并以氨气、硝酸、硫化钠和溴水4种化学试剂分别对其进行表面改性。采用BET、FTIR和Bohem滴定等技术对改性前后的生物炭进行表征,研究溶液pH值、初始溶液Cd2+浓度、吸附时间等因素对Cd2+吸附特性的影响,并探讨改性生物炭的吸附机理。结果表明,改性生物炭具有较大的比表面积、发达的孔结构和多种表面官能团;在一定范围内,随溶液pH值的增大、Cd2+浓度的升高、吸附时间的延长,改性生物炭对Cd2+的去除率逐渐提高,其中氨气改性生物炭对Cd2+的吸附效果最优,在溶液pH值为6、初始溶液Cd2+浓度为50mg/L、生物炭加入量为2g/L、吸附时间为6h时,氨气改性生物炭对Cd2+的吸附容量可达12.3mg/g;拟二级动力学方程和等温吸附模型均能较好地描述改性生物炭对Cd2+的吸附过程,其中氨气改性生物炭的Langmuir与Freundlich吸附常数最大。     

藻类对重金属污染水体的生物吸附

近年来，利用微生物或植物体的生理特性来处理重金属废水，具有效率高、成本低、二次污染少、有利于生态环境的改善等优点。其中，对生物吸附重金属的研究取得了很大进展，大量研究表明藻类对许多金属具有较强的富集能力，可广泛应用于工业污水中金属的去除与回收，尤其是对于那些含量较低（低于10mg／L）或传统方法不易去除的金属有着重要的应用价值。