生物炭修复技术在铅污染土壤及植物生长中的应用研究

为了探讨生物炭对铅污染土壤的修复效果,以耕作农田土壤为供试土壤,分别向其中加入200mg·L~(-1)与1 000mg·L~(-1)铅溶液进行人为污染,采用1%、5%生物炭修复剂BC400(中药渣生物炭与花生壳生物炭1:1)进行修复处理,分析测定了印度芥菜(Brassica juncea)生长前后土壤pH值、土壤铅含量、种子萌发率以及植物体内铅含量的变化.研究结果发现,人为加铅污染后,土壤pH值下降、NH_4NO_3浸提态铅含量上升、植物株高、茎粗均下降,植物体内重金属含量上升.加入生物炭修复剂后,可有效改善土壤pH值,提高种子萌发率及植株的高度和茎的粗度,显著降低NH_4NO_3浸提态铅含量、植物铅含量,且5%生物炭修复剂的改善效果优于1%.生物炭应用可铅污染土壤,有效降低重金属对植物生胁迫作用,可用于重金属污染土壤的生物修复.     

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。     

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。     

含磷材料修复土壤铅污染研究进展

土壤重金属污染是危害人类健康和食品安全的世界性问题。铅作为重点监控重金属之一,其毒性极强,危害植物和人类的健康。含磷材料通过钝化土壤中重金属铅,改变铅在土壤中的赋存形态降低其生物有效性,是一种有效的方法。由于其操作简单、价格低廉且修复效果好,含磷材料修复土壤铅污染被认为是目前最有效的措施。介绍了土壤重金属铅的污染、危害及发展趋势,重点对含磷物质的种类和修复效果、含磷材料固定铅的作用机理、影响因素进行分析,并提出展望,旨在为重金属铅污染的土壤修复提供参考。     

土壤—植物系统铅污染现状与修复技术的研究

土壤受到铅污染后会导致农作物生长受阻，产量降低、品质下降,并且通过食物链影响人体多个系统和器官，特别是对儿童神经系统的危害性更大．植物对土壤铅的吸收主要和土壤的理化性质有关．铅污染土壤的修复方法很多，但各有利弊，在选择修复方法时，要结合多方面因素综合考虑，因地制宜，综合应用，选择最经济、有效的修复方法或其组合。     

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...     

生物炭释出物的效应及其缓解策略与应用

生物炭具有比表面积高、表面官能团丰富、结构稳定、低成本及原料来源于可再生生物质等特性,被广泛应用于环境修复领域.然而,现有研究多集中于生物炭的理化性质与功能,而有关生物炭释出物的研究较少.本工作详细分析了生物炭释出物的正负面效应,罗列了减少生物炭可溶性释出物的方法,并例举了低释出生物炭的现有应用.本工作为后续低释出生物炭的制备、改良与应用提供了可借鉴的方法与思路.     

生物炭改性及在环境污染治理方面的应用

生物炭是生物质经过热化学过程形成的一种多孔材料,具有优良的表面性能和结构,富含碳元素.生物炭的原料来源广泛、制备工艺简单,是一种理想的活性炭替代材料.生物炭的高含碳量、大比表面积、丰富的表面官能团和大的阳离子交换量等特性,使其在环境领域中发挥重要作用.概述几种常用的生物炭制备技术,探讨影响生物炭理化性质的因素,并重点介绍改性生物炭的几种方法及其在土壤修复、废水处理等环境领域的应用.此外,还指出当前研究中存在的不足之处,并提出有关生物炭未来研究方向的建议.     

生物炭在土壤污染修复中的潜在作用

生物炭作为土壤改良剂和污染物吸附剂能够改良受重金属污染的土壤,因此受到国内外学者的普遍关注。在国内外研究生物炭改良土壤应用的基础上,概述了生物炭可影响土壤的理化性质和土壤污染物的稳定性,以及生物炭在土壤中可改变重金属的迁移转化行为和微生物群落的行为及其潜在作用,这对未来生物炭的大规模推广应用提供了参考,具有重要的现实意义。     

水稻秸秆-猪粪生物炭对黑麦草修复铀污染土壤的影响与机制

以水稻秸秆和猪粪为材料,采用限氧控温法在400℃下制备生物炭,并分析其理化性质。通过盆栽实验,考察了不同配比的生物炭对黑麦草富集铀的影响及铀胁迫下黑麦草的生理生化响应规律。实验结果表明,混合生物炭的碱性随水稻秸秆含量的增加而增强,而生物炭的灰分随水稻秸秆含量的增加而减少。混合生物炭对黑麦草富集铀和转运铀的效果有较显著的提高,根部的铀富集效果明显优于茎叶部。水稻秸秆与猪粪质量配比为1∶1的混合生物炭效果最好,在土壤铀质量浓度为5mg/kg时,黑麦草对铀的富集量达746.79 mg/kg,比未施加生物炭的黑麦草提高了47.61%。施加混合生物炭后,黑麦草体内的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量明显减少,可溶性蛋白和光合色素含量增加,说明混合生物炭能有效缓解铀胁迫下黑麦草的逆境伤害程度和重金属迫害性,对植物生长及铀的富集有良好的促进作用。     

油菜对Cd污染土壤的修复潜力分析

以甘蓝型油菜为研究材料,利用盆栽试验研究了不同浓度Cd(0,1,2mg/kg)胁迫下油菜的吸收特性,以及土壤微生物群落结构变化.结果表明:随着Cd浓度的升高,油菜植株对Cd的吸收显著增加,而且油菜地上部分的吸收量显著高于地下部分,其中茎的Cd浓度最高,籽粒最低;油菜将Cd从地下转移到地上部分的转运系数随外源Cd浓度的升高而呈现先升高后下降的趋势;且低浓度Cd处理下,油菜对Cd的转运系数较高,修复效率可以达到6.841%~7.752%.土壤微生物多样性分析发现,Cd改变了土壤微生物群落的结构,降低了部分优势菌群的相对丰度,而油菜可以增加这些菌群的相对丰度,提高土壤微生物多样性.因此,种植油菜有利于土壤生态系统的稳定性,可以用于修复中等程度Cd污染土壤.     

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...     

硒肥对优质油菜品质的影响

报道优质油菜在生长期不同阶段吸收富集元素硒的行为,并对其内在品质的改变进行了探讨。     

铅对油菜萌发早期幼苗生长及抗氧化系统的影响

用溶液培养的方法,研究了不同浓度的铅对油菜种子萌发早期的幼苗生长状况及油菜芽超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性和丙二醛(MDA)含量的影响.实验结果表明,随着铅离子浓度的增加油菜幼苗根长、芽长、组织含水量明显下降,SOD、POD、CAT的活性呈现先升高后降低的趋势,MDA的含量增加.     

生物炭孔隙结构对市政污泥好氧发酵过程中甲烷释放的影响

为探究生物炭孔隙结构(孔径、孔容和比表面积)在市政污泥好氧发酵过程中对甲烷(CH₄)释放的影响,本研究分别以榉木生物炭(WB)、稻壳生物炭(RB)和玉米芯生物炭(CB)作为调理剂进行好氧发酵实验,并设置不添加生物炭的作为对照组(CK),通过比表面积测试(BET)、气相色谱法(GC)、16S rRNA高通量测序技术和冗余分析(RDA)进行测定及分析。BET结果表明,WB和RB以微孔结构为主,分别占各自总孔隙结构的87.84%和73.72%,而CB以大孔结构为主,占比为89.94%。GC结果显示,与未加生物炭的CK相比,添加WB、RB和CB的市政污泥好氧发酵组的CH₄释放量分别减少41.83%、33.59%、8.20%。高通量测序结果表明,WB和RB通过提高发酵温度抑制了甲烷菌的相对丰度,而添加CB则使堆体的甲烷菌种类更丰富。RDA结果显示,生物炭孔径与CH₄释放速率呈正相关关系。综上可知,在本研究条件下添加以微孔结构为主的WB和RB对市政污泥好氧发酵过程中的CH₄减量化效果最佳。     

稻壳生物炭与肥料配施对稻田镉铅铬砷的钝化与肥效的影响

以稻壳生物炭为研究对象,在田间试验条件下,研究了生物炭与氮磷钾复合肥和微生物肥料配施对稻田镉(Cd),铅(Pb),铬(Cr)和砷(As)钝化与土壤肥效的影响.结果表明,稻壳生物炭与氮磷钾(NPK)复合肥配施,水稻籽粒中Cd,Pb,Cr和As的含量比对照分别降低77.3%,71.9%,14.7%和40.0%.与微生物肥料配施水稻籽粒Pb,As和Cd的吸收量分别比对照降低79.3%,75.6%和52.0%.生物炭与肥料配施对各元素的富集系数依次表现为根茎籽粒,相同处理对各元素的富集系数依次表现为As,CdPb,Cr.生物炭与复合肥和微生物肥料配施均增加了水稻产量,与对照相比,生物炭与复合肥和微生物肥料配施田间产量分别增加了6%和5%.与生物炭和微生物肥配施相比,稻壳生物炭和NPK复合肥配施在降低水稻籽粒中Pb,As,Cr,Cd的含量及水稻各部位重金属富集系数方面,具有明显的优势,适宜在多重金属污染农田中施用.     

蚓粪生物炭的氧化处理研究

将蚯蚓粪便慢速热解制成蚓粪生物炭(VB),使用一定浓度的硝酸和硫酸分别对其氧化处理得到氧化后的蚓粪生物炭(OVB)。利用扫描电镜、红外光谱研究了OVB的孔隙、表面官能团情况,考察了氧化剂种类、浓度及处理时间对OVB吸附性能的影响。结果表明,20%硝酸氧化2 h制得的OVB-N-20%-2,其孔隙较发达、均匀,且对亚甲基蓝的去除效果最好。经红外谱图分析,VB、OVB-S-95%-2(VB经95%硫酸氧化2h)及OVB-N-20%-2官能团特征吸收峰位置相近,且在1600cm-1附近与800cm-1-600 cm-1均有吸收峰,表明蚯蚓粪便经高温热解制备的生物炭具有芳香性。     

种衣剂处理对油菜蚜虫控制效应的研究

研究表明种衣剂处理对油菜植株高度的影响集中表现在播种后１５～３５、５０～７０天两个增长高峰期；对茎粗、叶面积的影响以播种后３０～７０天增长尤为明显。对油菜蚜虫的控制效应表现在种群死亡率增大、若虫期发育历期加大，成虫寿命、产仔率明显降低。采用种衣剂和４０％甲基异柳磷混合处理，可有效地控制苗期蚜虫的危害，在花期配合喷施４０％甲基异柳磷，其保产效果可高达１９．７４％。     

钾肥对油菜干物质积累及分配的影响

以杂交油菜“黄杂1号”为供试材料,研究钾肥对干物质积累量及其在器官分配的影响．结果表明,施钾可增加其根、茎等营养器官的物质积累并促进干物质由营养器官向籽粒的转移．增施钾肥主要促进分枝尤其是中、下位分枝的生长．在本试验土壤条件下,分期施钾肥对干物质积累的效应优于一次性基施．