生物质炭改良风沙土对磷的吸附解吸影响

为探究科尔沁沙地土壤改良方法、提升风沙土的土壤质量,以科尔沁沙地南缘辽宁省彰武县境内的风沙土为试验对象进行了田间试验.在试验田内施加3种不同生物质炭,每种炭设置5种不同浓度,均匀地混合至风沙土中.经过燕麦草12周自然生长周期后,采集土壤样品进行室内实验.室内吸附解吸实验主要采用外加磷源法,将磷溶液设置为8种不同浓度.研究风沙土混合不同种生物质炭后对磷素的吸附效果及土壤质量改善效果.研究结果表明,当风沙土中添加1kg/㎡的秸秆炭时,土壤对磷素的吸附解吸效果最好.且将田间需磷肥量降低约10%.说明生物质炭可以改善风沙土土壤质量,且生物质炭类型的不同对改良风沙土效果明显优于生物质炭的添加量.     

生物质炭对黑土磷吸附-解吸特性的影响

利用平衡法研究添加不同质量分数的3种生物质炭(玉米秸秆、稻壳和松木)对黑土中磷吸附和解吸特性的影响.结果表明:随着生物质炭添加质量分数的增加,生物质炭对黑土中磷的吸附量先增加后减少,当添加质量分数为1.2%时,黑土对磷的吸附量最大;添加不同生物质炭对黑土中磷的吸附能力影响顺序为:松木玉米秸秆稻壳;添加松木生物质炭的黑土对磷的实际最大吸附量为0.697mg/g;添加生物质炭的黑土对磷的吸附量和解吸量均随加入磷溶液质量浓度的增加而增加,但增加幅度逐渐变小;添加生物质炭的黑土对磷的等温吸附曲线符合Langmuir吸附方程.     

微量镭在海泡石矿物上的吸附行为

研究了海泡石粘土矿物对水中微量镭的吸附行为,讨论了海泡石吸附镭的影响因素及吸附机理.结果表明,天然海泡石矿物对镭有一定吸附作用,其吸附分配系数Kd值为9.1×103mL/g.     

溶解性有机质对黑炭吸附和解吸苯并[a]芘的影响

通过静态吸附实验,研究了3种不同类型的溶解性有机质（L-苯丙氨酸、蛋白胨和柠檬酸）对苯并[a]芘（BaP）在黑炭表面吸附解吸的影响.结果表明,3种溶解性有机质的存在均会增加BaP在黑炭表面吸附的非线性程度.L苯丙氨酸和蛋白胨的存在均可以抑制BaP在黑炭表面的吸附,同时促进了BaP的解吸,这主要取决于L-苯丙氨酸和蛋白胨对BaP的增溶作用.但是由于BaP可以分配到黑炭表面吸附态的蛋白胨中,在相同添加浓度下,L-苯丙氨酸对BaP吸附的抑制作用更强.与L-苯丙氨酸和蛋白胨相反,柠檬酸的存在增加了BaP在黑炭表面的吸附并减小了吸附过程的可逆性,这主要是由于吸附在黑炭表面的柠檬酸对BaP的吸附作用.当柠檬酸的浓度从0 mg· L-1增加到50和100 mg·L-1时,BaP的吸附能力参数Kd值（在ce=100 μg·L-1下）分别从119 268 mL·g-1升高到134 877和180 639mL·g-1,解吸滞后指数H分别从0.44减小到0.41和0.39.本研究为预测多环芳烃在溶解性有机质污染的环境中的分布特征和最终归趋提供了理论依据.     

不同土壤对水体中4-氯酚的吸附行为研究

采集不同土质土壤,以恒温振荡模拟土壤对4-氯酚的流动吸附,分光光度法测定,研究了4-氯酚在花土、草坪土、湖边泥土等不同种类土壤和同类不同成分配比土壤中的吸附行为。结果表明:4-氯酚与土壤溶液接触振荡前2~3h进行吸附阶段,很快吸附到土壤颗粒表面,吸附量迅速增加,溶液中4-氯酚浓度降低,吸附平衡时间约为3~6h。随着反应的进行,土壤中较易吸附的疏水位点逐渐被4-氯酚占据,4-氯酚开始向土壤内部不易吸附的疏水位点,吸附速度开始减缓,溶液中4-氯酚浓度变化不大。3种土壤中草坪土对4-氯酚的吸附能力最强;对于含不同配比腐殖酸的花土,随着腐殖酸的含量增加,土壤对4-氯酚的吸附能力也逐渐增强。4-氯酚在混土2中的吸附系数Kd为0.036mL/g,有机碳吸附常数KOC为4.235mL/g,具有很强的移动性;4-氯酚在花土中的吸附系数Kd为0.017 3mL/g,有机碳吸附常数KOC为2.477mL/g,具有很强的移动性;4-氯酚在泥土中的吸附系数Kd为1.55mL/g,有机碳吸附常数KOC为310.02mL/g,具有中等的移动性。     

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...     

邻硝基苯酚在黄河沉积物和水相间的平衡分配

研究了邻硝基苯酚在黄河沉积物和水相间的分配行为,计算出中性分子和离子形态的分配系数Kd,Kdi以及总分配系数Kdo,结果表明,分配行为与体系的pH值有关,中性分子的分配系数Kd随pH增大而增大,中性分子和离子形态的总分配系数Kdo在pH大于6.12时减小,当pH大于5.08时,吸附态分数在0.85以上。     

四环素和土霉素在Cu污染土壤中的吸附和解吸特征

采用间歇平衡震荡法,研究四环素和土霉素在清洁及Cu污染黑土和潮土中的吸附和解吸特征.结果表明,供试土壤对四环素和土霉素均具有很强的吸附能力.四环素在黑土和潮土中的吸附容量(K_d)值分别为4 198.83和3 741.99L·kg~(-1),高于土霉素相应K_d值1 399.50和224.9 L·kg~(-1).此外,2种四环素类抗生素在土壤中均存在一定的滞后性,滞后性强弱顺序为潮土中土霉素黑土中土霉素潮土中四环素黑土中四环素.重金属Cu的存在会促进抗生素在土壤中的吸附,并且在黑土中对抗生素吸附促进作用强于潮土.在Cu污染土壤中四环素和土霉素的解吸同样存在一定的滞后现象.四环素在两种土壤中的滞后系数随着土壤Cu浓度的增大而逐渐减小,土霉素在潮土中的滞后系数逐渐增大,而在黑土中先增大后减小.     

杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响

将杨树叶生物质炭添加到模拟施肥的风沙土中, 研究杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响. 结果表明： 与传统施肥模式及测土配方施肥模式相比, 制备的生物质炭可增加风沙土铵态氮、 硝态氮、 速效氮和全氮的质量比; 在玉米的生长周期内, 铵态氮、 硝态氮和全氮质量比与生物质炭的添加量成正比; 当生物质炭添加质量分数为2%时, 与土壤充分混合, 铵态氮、 硝态氮和全氮的质量比分别为36.43 mg/kg,35.02 mg/kg,5.76 g/kg, 传统施肥模式下的质量比最高; 速效氮在添加生物质炭的质量分数为0.5%时, 测土配方施肥模式下的质量比最高, 为79.52 mg/kg.     

杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响

将杨树叶生物质炭添加到模拟施肥的风沙土中, 研究杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响. 结果表明： 与传统施肥模式及测土配方施肥模式相比, 制备的生物质炭可增加风沙土铵态氮、 硝态氮、 速效氮和全氮的质量比; 在玉米的生长周期内, 铵态氮、 硝态氮和全氮质量比与生物质炭的添加量成正比; 当生物质炭添加质量分数为2%时, 与土壤充分混合, 铵态氮、 硝态氮和全氮的质量比分别为36.43 mg/kg,35.02 mg/kg,5.76 g/kg, 传统施肥模式下的质量比最高; 速效氮在添加生物质炭的质量分数为0.5%时, 测土配方施肥模式下的质量比最高, 为79.52 mg/kg.     

烟类生物质材料对土壤氮磷钾有效性的影响

为废弃的烟杆、烟叶寻求资源化利用途径,为生物炭配合生物质农用提供科学依据,探究了烟杆生物炭配施烟叶生物质的混合材料对土壤氮磷钾养分有效性的影响。在室内恒温条件下开展培养试验,共设4个处理,包括不施生物质材料照(CK)、100%烟杆生物炭(T1)、70%烟杆生物炭+30%烟叶生物质(T2)、30%烟杆生物炭+70%烟叶生物质(T3)。结果表明:添加烟杆生物炭和烟叶生物质混合材料能够显著提高土壤铵态氮和硝态氮含量,T3处理对土壤铵态氮提升幅度最大,增幅为141.09%～161.21%;T2处理对土壤硝态氮提升幅度最大,增幅为207.52%～239.45%;培养期内,CK处理土壤有效磷、缓效钾和速效钾含量均显著低于T1,T2,T3处理,T1处理均显著高于T2,T3处理,培养结束后T1处理相较于对照土壤有效磷、缓效钾、速效钾增幅分别为257.76%～283.67%,209.30%～216.67%,450.00%～472.00%。添加烟杆生物炭和烟叶生物质混合材料可显著提高土壤有效氮磷钾素含量,不同配比效果不同,需根据生产实际选择适宜配比。     

镉胁迫下生物质炭对小白菜生长特性的影响

采用盆栽试验,研究了施用生物质炭对外加镉污染土壤上小白菜生长性状和根系耐性指数的影响。结果表明,重金属镉加入时,抑制了小白菜根系的生长;随着镉污染浓度的增加,抑制趋势显著。但随着生物质炭浓度的增加,植物根长并没有因镉污染浓度的变化而显著变化,根长生长趋于稳定。镉污染对小白菜叶的生长有胁迫作用,无论是否有重金属污染,生物质炭对小白菜株高和叶宽的指标都有不同程度的促进作用。在施加生物质炭并且受镉污染的小白菜的根系耐性指数1.0。     

镉胁迫下生物质炭对蔬菜生长特性的影响

采用盆栽试验,研究了施用生物质炭对外加镉污染土壤上小白菜生长性状和根系耐性指数的影响。结果表明,重金属镉加入时,抑制了小白菜根系的生长,随着镉污染浓度的增加,抑制趋势显著。但随着生物质炭浓度的增加,植物根长并没有因镉污染浓度的变化而显著变化,根长生长趋于稳定。镉污染对小白菜叶的生长有胁迫作用,无论是否有重金属污染,生物质炭对小白菜株高和叶宽的指标都有不同程度的促进作用。在施加生物质炭并且受镉污染的小白菜的根系耐性指数＞1.0。     

油松林氮矿化随土壤有机物质量的变化特征

【目的】明确不同类型有机物对土壤氮素转化的作用机理。【方法】以山西太岳山油松林为主要研究对象,通过向表层土壤添加等碳量的叶、木屑和生物炭等有机物碎屑,采用顶盖埋管原位培养法,测定了各处理样地不同时期的土壤无机氮含量。【结果】添加木屑使土壤微生物氮含量明显降低了45.57%(P＜0.05)。各处理的土壤有机氮矿化过程表现出很强的季节性变化。添加叶、生物炭和木屑处理下,土壤硝态氮含量变化以2015年5月最为明显,分别比对照提高了63.59%、102.62%和102.90%(P＜0.05); 而添加外源有机物却降低了土壤中铵态氮的含量; 在添加生物炭、叶和木屑处理下,土壤有机氮的净化量分别为1.29、0.40、-3.47 mg/kg, 远高于对照样地的净化量(-20.74 mg/kg)。添加外源有机物在春季、秋季和冬季对土壤有机氮的硝化速率有明显的促进作用,却在夏季表现为抑制作用; 而氨化速率仅在冬季全部呈现为正值。【结论】在年际尺度上,生物炭对土壤氮矿化的促进作用较强,短期内木屑对土壤氮矿化的促进作用较强。     

沥青质堵塞储层水力脉冲波协同解吸机制

以不同类型岩石矿物的沥青质吸附样品为研究对象,通过正交试验优化得到协同解吸工艺参数(解吸剂质量浓度、水力脉冲波量级、作用时间、解吸时间和脉冲频率),研究沥青质在不同岩石矿物表面的吸附行为和动力学机制以及水力脉冲波协同作用下解吸剂对沥青质在不同类型岩石矿物表面的协同解吸行为和动力学机制。结果表明:蒙脱石、绿泥石和高岭石控制着沥青质的吸附解吸过程,双常数速率方程和Elovich方程能够较好地反映水力脉冲波协同作用下的沥青质解吸过程;当解吸剂质量浓度较低时,水力脉冲波对解吸效果的促进作用相比高质量浓度时更为明显,协同作用初期解吸效果受到水力脉冲波的促进作用,整体而言其解吸效果仍为化学解吸剂所主导。     

生物炭添加对降低盐滩地有害离子及促进玉米生长效果研究

黄河三角洲盐渍化土壤改良是农作物产量提升的主要途径之一。为了解生物炭施用对降低盐滩地有害盐分离子浓度和促进玉米生长效果的影响,通过田间试验,研究秸秆还田、秸秆还田加化肥施用和不同类型低剂量(3 g·kg^-1)生物炭(棉秆炭、芦苇炭和玉米芯生物炭)添加对盐渍土有害盐离子、电导率、钠吸附比对玉米生长效果的影响。结果表明,生物炭的添加可降低土壤溶液中有害盐分离子浓度、电导率、钠吸附比(SAR),提升玉米地下和地上生物量。以芦苇炭施用(3 g·kg^-1)降盐效果最为明显,土壤溶液中Na⁺浓度较对照降低了76%,土壤电导率降低了33%,土壤钠吸附比(SAR)降低了52%。以玉米芯生物炭施用(3 g·kg^-1)对降低土壤钠吸附比和电导率最为显著,分别较对照降低了58%和45%,土壤溶液中Na⁺浓度较对照降低了47%,并且玉米芯生物炭施用对提升玉米地上和地下生物量显著,分别较秸秆还田增加了12.19倍和6.78倍。生物炭添加可以降低土壤溶液中的Na⁺、钠吸附比和电导率,...     

生物炭对多环芳烃的吸附行为研究

采集生物质材料制备生物炭,对其性质进行表征,测定了其对菲、芘的吸附,考察了其性质与吸附行为的关系。3种生物炭的吸附能力遵循草炭松针炭玉米芯炭的顺序,相较于极性作用,表面积和孔在吸附中占主导作用。小粒径玉米芯炭的吸附能力和非线性程度大于大粒径,深度粉碎暴露出来一些内部原不可及的孔,增加了点位的异质性,提高了其吸附能力。生物炭对菲的吸附能力大于芘,是由于较小的菲分子更易到达吸附点位的缘故。     

秸秆不同处理方式对土壤氮磷吸附特性的影响

为探讨秸秆不同处理方式对土壤氮磷吸附特性,将破碎秸秆、腐熟秸秆和秸秆炭添加到模拟施肥的土壤中,研究了秸秆还田后对土壤氮磷吸附特征的影响。结果表明,不同处理的秸秆添加土壤对铵态氮吸附速率和吸附量大小均为秸秆炭破碎秸秆腐熟秸秆;对磷酸根吸附速率和吸附量大小均为秸秆炭破碎秸秆,腐熟秸秆对磷酸根负吸附。Freundlich方程能更好的描述铵态氮和磷酸根的吸附热力学过程,吸附动力学都符合伪二阶动力学方程。     

改性花生壳生物质炭对土壤中Cr(Ⅵ)的吸附机制

为了提高土壤中重金属Cr(Ⅵ)的去除率,采用简单高效的吸附法,筛选廉价且吸附效果好的吸附剂成为土壤中重金属去除的研究热点.以农业废弃物花生壳为原料,用FeCl₃和ZnCl₂改性得到改性花生壳生物质炭(MPS),将其用于土壤中重金属Cr(Ⅵ)吸附研究实验中.考察pH值、投加量、反应温度、初始浓度和反应时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并对吸附机制进行探讨.结果表明,在pH值为3时,MPS添加量为土壤质量的5%,反应温度为30℃,初始质量浓度为120 mg·L^-1,反应时间为120 min,得到的最高去除率为98.23%.参数拟合结果表明,改性花生壳生物质炭Langmuir吸附模型的相关系数R²高达0.993,准二级动力学拟合的相关系数R²为0.987,表明是单分子层反应.     

影响污染物在土壤中运移的因素分析

本文使用包含了土壤固相吸附解吸作用的对流—扩散方程的解析解,模拟在不同参数条件下,污染物在土壤中的迁移过程,分析了各个参数对污染物运移过程的影响。结果发现,土壤含水率,土-水分配系数,达西速度和扩散速度对污染物在土壤中的运移均有影响,其中土-水分配系数的影响最大。