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...     

生物炭对高粱根际土壤线虫的影响

为研究不同生物炭施炭量对高粱根际土壤线虫的影响，采用高通量测序技术，对鄂尔多斯市达拉特旗昭君镇的高粱样地土壤线虫的群落组成及多样性进行分析。结果表明：该样地内的土壤线虫种类共计1门3纲7目23科33属，优势属为轮线虫属Criconemoides(PP)，适量施加生物炭会使土壤中植食类线虫相对丰度增加；适量施加生物炭与不施加生物炭的对照组相比，生物炭施炭量越高，土壤线虫群落的多样性越低；与土壤线虫群落结构相关性较大的土壤化学指标是有机质含量（OM），其次是速效氮含量（AN），速效磷含量（AP）和pH对土壤线虫群落的影响较小。     

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。     

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。     

施加生物炭对三七连作土壤铅有效态含量的影响

以连作5 a三七种植土壤为对象,研究了施加生物炭对土壤重金属Pb有效态含量的影响.结果表明,施加生物炭后,土壤pH值显著提高,Pb有效态含量显著降低,全量含量无显著变化.土壤pH提高了1.23,有效Pb含量降低了0.62 mg/kg.土壤pH与有效态Pb含量呈显著负相关(r=0.626,P0.001),因此施加生物炭后土壤pH值升高可能是土壤Pb有效态含量降低的重要原因.     

外源有机酸协同生物炭对土壤微量元素的影响

为未来改善生物炭和有机酸共存的土壤营养状况提供参考依据,有必要探究生物炭和有机酸共存对土壤中微量元素的影响。以玉米秸秆为原材料制备生物炭,采集不同深度的黄棕壤,选择柠檬酸和苹果酸这2种酸进行试验,除对照外共设置8个不同处理方式,分别是不施加或施加生物炭的表土加柠檬酸处理、不施加或施加生物炭的表土加苹果酸处理、不施加或施加生物炭的底土加柠檬酸处理和不施加或施加生物炭的底土加苹果酸处理。结果表明：（1）与对照组相比,施加2种有机酸增加了土壤中的铁和锰的溶出,且柠檬酸处理的土壤溶液中的铁和锰含量高于苹果酸处理;（2）由于底土和表土存在理化性质的差异,影响了铁和锰的溶出量,底土溶液锰的溶出量高达0.34 mmol/L,而表土溶液铁的溶出量高达0.7 mmol/L;3）2%的生物炭没有完全阻碍两种有机酸对微量元素的溶出。结论 有机酸可以活化土壤中的铁和锰,其活化效果与有机酸种类、浓度、金属、土壤酸碱度有关,且生物炭的施加对阻碍有机酸活化土壤中微量元素的能力有限。     

碱性Cd污染农田原位稳定化修复研究

围绕碱性农田重金属Cd污染原位稳定化修复技术,通过实验室小试筛选出以椰壳生物炭为核心材料的稳定剂应用于修复重金属Cd污染的碱性土壤,并进一步探究了施加稳定剂对于小麦生长的影响.研究结果表明,随着稳定剂施加量的增加重金属Cd钝化效果显著增加,在施加量为2%时,椰壳生物炭对土壤有效态Cd钝化率达到99.08%,远高于木质生物炭、硅肥以及钙镁磷肥.稳定化修复后,土壤中Cd由生物可利用性较高的形态向稳定的结合态转化,降低土壤环境风险.此外椰壳生物炭的施加还可以促进小麦生长,降低小麦体内Cd含量,稳定剂施加量为1.5%时,与对照组相比小麦根中Cd含量降低64.31%,地上部Cd含量降低69.60%.本研究筛选的椰壳生物炭作为稳定剂不仅能够实现Cd污染碱性农田的持效性修复,还能够显著改善土壤结构并提高土壤肥力,促进小麦生长,为以后该技术在我国北方大面积重金属污染碱性农田的修复及规模化应用提供支持.     

生物炭材料及其在水体中污染物去除领域的应用

<正>生物炭是由生物质在无氧或者缺氧条件下热处理得到的固体碳质材料,已广泛应用于土壤改良、土壤修复、水污染处理、作物增产、碳固定等领域。生物质热解碳化后形成的生物炭具有较高含量且稳定的碳,可降低由生物质燃烧和自然降解所产生的碳排放(碳负性)。施加到土壤中的生物炭可将碳储存在土壤中,并同时改良和(或)修复土壤。此外,生物质热解过程中产生的生物油和合成气可作为替代化石燃     

松木生物炭联合油菜修复铅污染农田的效应

本研究旨在探究松木生物炭联合油菜修复Pb污染农田土壤的效应。在湖南省湘潭县某地的Pb污染农田中施用不同量(0、200、400、600 g/m²)的松木生物炭改良土壤,研究了松木生物炭对油菜生物量、根际土壤中Pb质量比与形态分布及油菜各器官中Pb的累积和转运的影响。结果表明:施用400和600 g/m²松木生物炭显著降低了油菜根际土壤中Pb的质量比,且Pb的质量比低于《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中规定的Pb的风险筛选值。松木生物炭增加了油菜根际土壤中Pb的可还原态比例,降低了其残渣态比例,促进了油菜植株对Pb的吸收和累积;400和600 g/m²生物炭处理的植株中Pb总量较对照组显著增加,植株的生长受到抑制。生物炭改变了Pb在油菜器官中的累积与分配格局;油菜根、茎部位中Pb的质量比增加,而籽粒中Pb的质量比显著降低;400 g/m²生物炭处理的籽粒中Pb的质量比达到最小值。这些结果综合表明,施用≥400 g/m²的松木生物炭联合油菜可以修复Pb污染农田,且显著降低油菜籽粒中Pb的质量比。     

生物炭在矿区农田土壤中与镉的纵向共迁移行为

以广东韶关大宝山矿山废水污染的农田为研究对象,利用超纯水和甲苯/甲醇提取的溶解性有机质(DOM)的三维荧光光谱平行因子分析(EEM-PARAFAC)技术,追踪荔枝树枝生物炭1年内在土壤层0~100 cm深度范围的迁移行为及其协同重金属镉(Cd)的纵向迁移性质. 结果表明:生物炭增加了0~60 cm深土壤层溶解性有机碳(DOC)的质量分数,增加了表层土壤的pH,对深层土壤pH无明显影响;EEM-PARAFAC解析得到3个DOM组分(1个类蛋白和2个类腐殖质组分),生物炭的添加增大了0~60 cm深土壤层类腐殖质的质量分数;并且甲苯/甲醇提取的DOM在0~60 cm深土壤层中均检测出生物炭特有的多环芳烃结构,说明生物炭在1年内发生了明显的纵向迁移;生物炭能够有效降低0~20 cm深土壤中有效态Cd的质量分数,但20~60 cm深土层中有效态Cd与对照组的相比最高增加了148%左右. 研究表明:需要特别关注生物炭协同重金属在土壤中纵向迁移行为所带来的环境影响.     

四苯基卟啉衍生物的拉曼光谱

介绍四苯基卟啉（TPP）及其中位取代氨基和硝基的拉曼光谱, 并讨论了给电子和吸电子取代基团对卟啉骨架振动的影响, 得出该取代对卟啉C_a—C_m和C_b—C_b的伸缩振动规律, 与四苯基卟啉相比, 引入给电子基团（氨基）使C_a—C_m向高波数方向移动, 吸电子（硝基）使C_a—C_m向低波数方向移动.      

生物炭对红壤中铅形态分布的影响

为了探究生物炭对铅污染土壤的修复作用,将玉米秸秆炭(CS)、花生壳炭(PS)和银杉木炭(SF)分别以1%,3%,5%的比例加入铅污染土壤进行淹水培养,在5,15,30和75 d时采样检测铅形态及土壤性质的变化.结果表明:加入生物炭(CS,PS,SF)培养后污染土壤pH值较对照分别上升0.43~1.32,0.45~1.01,0.33~0.72个单位值,有机质含量分别增加56.84%~277.89%,14.74%~92.63%,35.79%~128.42%,且都表现为随生物炭施用量的增加而增大.随着培养时间的增长,铅形态分布趋于稳定,酸溶态和可还原态含量下降,残渣态含量上升.添加CS,PS,SF后土壤中酸溶态铅含量与对照相比分别下降19.20%,17.55%,6.66%(平均值).生物炭添加后使铅的生物有效性显著降低,且其降低幅度随生物炭施用量的增加而增大.在生物炭添加量相同的情况下,玉米秸秆炭的修复效果最好.     

硫改性富镉生物质炭光催化降解双酚A

以镉污染土壤修复后的生物质高粱为原材料,利用高温煅烧和水热反应制备了硫改性生物炭光催化材料,通过扫描电镜、X射线衍射等手段对材料的形貌和晶体结构等进行表征,结果表明生物炭上成功负载了硫化镉晶体.光催化降解特性研究发现,该材料能快速降解水中双酚A(BPA),其光催化降解速率分别是生物质高粱生物炭和硫化镉的15.5倍和2.4倍.单因素实验发现,酸性环境、提高材料投加量均能显著提高材料对BPA的光催化降解速率.循环实验表明,该材料具有较好的光催化稳定性.猝灭实验发现,光催化降解过程中起主要作用的活性物种为空穴(h⁺),其次是·OH和·O^-2.     

有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响

【目的】 探讨添加不同类型有机物对油松林土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响,为预测山西太岳山油松林生态系统中土壤的碳收支平衡提供参考。【方法】 采用随机区组设计,以山西太岳山油松林地表的平均自然凋落物量为标准,向油松林地0~20 cm土壤中分别添加生物炭(BC)、玉米秸秆(JG)、辽东栎叶(LD)和油松叶(YS)等4种类型有机物,使用LI-8100 CO₂通量全自动测量系统对有机物添加条件下的土壤呼吸速率进行连续测定,并对各处理的土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量进行监测,结合土壤呼吸与土壤有机碳及其组分之间的关系,探讨添加有机物对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响。【结果】 ①向土壤中添加BC显著降低了土壤呼吸速率,添加JG后土壤呼吸速率较CK显著提高了11.67%。,其余处理与CK差异不显著。在2014年7—11月和2015年5—10月,不同添加物处理间土壤呼吸速率从大至小表现为JG>LD >YS>CK。②有机物添加下土壤SOC含量随时间的增加有上升的趋势,在2014年8月,添加JG后显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加BC显著提高了土壤MBC含量,添加LD和YS显著提高了土壤SOC和MBC含量。在2014年10月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加LD显著提高了土壤MBC和ROC含量,添加YS显著提高了土壤SOC、MBC含量。在2015年3月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC和ROC含量,添加LD显著提高了土壤ROC含量。2015年5月,添加JG显著增加了土壤MBC含量。③与对照相比,添加BC后土温10 ℃时的土壤呼吸速率(R₁₀)显著降低了18.01%,添加YS后R₁₀显著增加了30.88%,添加其他有机物对温度敏感性系数(Q₁₀)和R₁₀没有显著影响。④土壤呼吸速率与土壤温度、SOC、MBC、ROC和DOC含量显著正相关。【结论】 添加有机物显著影响土壤碳动态和土壤温湿度,这些都会对土壤CO₂排放产生显著影响,添加JG对土壤有机碳及其碳组分的提高效果最显著,但土壤呼吸速率最高,不利于碳的储存;添加LD可增加土壤活性有机碳含量,短期内可明显改善土壤有机碳库质量;添加BC可在短期内提高土壤微生物生物量碳含量,并显著降低土壤呼吸速率,减少土壤CO₂排放的效果最好。     

杨树人工林沼液和生物炭混施对表层土壤活性有机碳的影响

人工林施肥是一种重要的经营管理措施,而近年来沼液的处理与生物炭肥的使用也引起了人们广泛关注。在苏北杨树人工林集中分布区开展了沼液(施用量为0、125、250、375 m³/hm²)和生物炭(施用量为0、40、80、120 t/hm²)交互肥效实验,结果表明:①在所有沼液施肥水平中,生物炭的施用增加了表层土壤的活性有机碳,并提高了土壤微生物生物量碳氮比,使得微生物群落向真菌主导类型发展; ②在所有沼液施肥水平中,生物炭的添加显著提高了表层土壤(0～10 cm)的pH,促进了土壤的氮矿化和硝化作用; ③沼液和生物炭对土壤活性有机碳和pH具有显著的交互效应。因此,沼液和生物炭混施能进一步促进土壤活性有机碳的含量,改良土壤肥力,提高人工林生态系统生产力。     

草酸联合东南景天修复镉污染土壤实验研究

为了解草酸淋洗联合东南景天修复镉污染土壤的效果,选取矿山生态型东南景天根系分泌物中的草酸作为淋洗剂,联合矿山生态型东南景天进行镉污染土壤修复的实验.通过4种浓度的草酸分别对土壤进行了4次淋洗后,可以看出草酸浓度达到25 mmol/L时,东南景天干重最大,地上部镉含量最多,总去除量最大,去除效率可以达到51.34%,与不淋洗组对比高35个百分点.实验表明草酸浓度在25 mmol/L时联合东南景天修复镉污染土壤的效果达到最佳.实验证明使用草酸淋洗联合矿山型东南景天修复镉污染土壤,镉的去除效果比较显著,且生态型东南景天生长健康,从而为草酸联合东南景天修复镉污染技术的推广和应用提供了科学依据.     

典型草原退化梯度上土壤水溶性盐分的变化特征

土壤水溶性盐类的定量化分析,是研究土壤盐分动态变化、确定土壤盐渍化程度以及进行盐渍土改良应用的关键环节之一。以内蒙古呼伦贝尔市新巴尔虎右旗境内典型克氏针茅草原为研究对象,选取轻、中、重三个不同放牧梯度,研究土壤中水溶性离子的变化特征。结果表明:放牧强度对Cl^-、Mg²⁺没有显著性影响,对土壤SO^2-₄、Ca²⁺、K⁺和Na⁺具有极显著的影响;随着放牧强度的增强,SO^2-₄、K⁺和Ca²⁺逐渐降低,Cl^-和Na⁺均呈先增加后降低的趋势,Mg²⁺随放牧强度的增加明显下降;在土壤盐分离子的相关性分析中,SO^2-₄与Ca²⁺、SO^2-₄与K⁺、Ca²⁺与K⁺均表现为极显著的正相关关系(P＜0.01),Cl^-与Ca²⁺、SO^2-₄、K⁺均表现为显著负相关关系(P＜0.05)。     

扰动对托木尔峰国家自然保护区植被多样性和土壤理化性质的影响

近年来随新疆旅游业的快速发展,人为扰动对天山托木尔峰国家自然保护区的植被与土壤带来不同程度的影响。通过在轻度、中度、重度及无扰动四种扰动类型强度下对保护区内草地植物群落特征和土壤理化性质的变化进行调查研究。结果表明：随扰动强度增加,植被盖度、高度、产草量和密度均呈下降趋势,多年生优良牧草减少,一二生杂类草增加;通过聚类分析,随扰动强度增加,植物群落发生分化或演替,植物群落由紫穗大麦+早熟禾型向紫穗大麦+葛缕子型、早熟禾+蒲公英型、繁缕+萹蓄型逆向演替。中度扰动下植物多样性指数最小。随着扰动强度的增加,土壤总盐和pH呈增加趋势,全氮呈下降趋势。Simpson指数、Shannon-Wiener指数与土壤有机质呈负相关(P<0.05),均匀度与土壤pH呈负相关(P<0.05)。随扰动强度增加,植物群落发生退化演替,土壤出现退化特征。建议减少人为扰动,对保护区划区或分段旅游开放管理,实现可持续发展。     

不同固废及其处理产物对黄骅港盐碱土的改良效果

[目的]探究不同固废及其处理产物对盐碱土的改良效果,促进固废消纳的同时为渤海湾盐碱地治理提供理论依据.[方法]以河北省沧州渤海新区黄骅港盐碱土为研究对象,通过土壤改良和盆栽试验,分析对照组(CK)、炉渣+煤矸石(S10、S50和S100)、生物炭(C10、C50、C100)和木醋液(V300、V100和V50)对土壤盐...     

广西不同林龄和区域马尾松人工林的土壤C、N、P化学计量特征

为探明广西马尾松Pinus massoniana人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,揭示马尾松人工林土壤养分平衡机理及其时空动态变化,为马尾松人工林可持续经营提供理论依据,研究以广西4个典型区域马尾松人工林为对象,采用空间代替时间的方法,比较不同区域各林龄土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量及其化学计量比的变化规律。结果表明：SOC、TN和C/N的变异系数较小,分别为21%、27%和22%,属弱变异,在不同林龄和区域中其值比较稳定。林龄、区域及其交互作用对SOC、TN、TP、C/P、N/P的变化均有显著影响(P<0.05)。SOC、TN含量呈波动性变化,在成熟林阶段最低;SOC含量在幼龄林阶段最高,TN含量在近熟林阶段最高。土壤TP含量在中龄林阶段最低,且随林龄增加呈先减少后增加的趋势。土壤C/N、C/P、N/P平均值均在成熟林中最高,且显著高于近熟林和过熟林(P<0.05);土壤C/P、N/P平均值随林龄增加呈先减少后增加再减少的趋势。华山地区SOC、TN和TP含量最低,而土壤C/N、C/P、N/P平均值最高。天洪岭地区土壤C/N平均值最低...