本文關(guān)鍵詞：生物炭吸附固定鎘、銅效果的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著重金屬造成的環(huán)境污染危害日益凸顯,對(duì)重金屬污染的治理已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。生物炭(Biochar)是廢棄生物材料經(jīng)厭氧限溫制備而形成的一種碳含量豐富的炭,由于其精密的孔隙結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的表面化學(xué)性質(zhì),且廉價(jià)易加工,生物炭被廣泛應(yīng)用于重金屬污染的修復(fù)治理中。本文研究內(nèi)容包括：生物炭的制備與表征；生物炭對(duì)水溶液中鎘離子、銅離子的吸附特性；盆栽試驗(yàn)中生物炭對(duì)土壤鎘離子、銅離子吸附效果；田間試驗(yàn)中生物炭對(duì)土壤鎘、銅污染的鈍化效果。 分別在300℃、350℃下,炭化2h,制備樟木炭和棉花秸稈炭,購買小麥秸稈炭、花生殼炭、水稻秸稈炭、竹炭、木炭、活性炭,對(duì)上述材料的灰分、產(chǎn)率、pH值、表面官能團(tuán)、孔隙度等進(jìn)行表征分析；采用小麥秸稈炭、花生殼炭、木炭、活性炭4種生物炭在不同濃度、不同吸附時(shí)間、不同pH值、不同投加量對(duì)水溶液中重金屬污染物Cd2+、Cu2+的吸附特征；在盆栽試驗(yàn)中,向Cd、Cu污染土壤中添加0g·kg-1、20g·kg-1、50g·kg-1、100g·kg-1木炭作為吸附劑,研究并分析添加木炭前后土壤pH值變化和重金屬Cd、Cu總量和有效態(tài)變化的規(guī)律、小白菜干物質(zhì)積累量及硝酸鹽含量的變化,初步評(píng)估生物炭對(duì)污染土壤的修復(fù)效果；在湖北省大冶市選取一塊受Cd、Cu污染的農(nóng)田作大田試驗(yàn),設(shè)計(jì)O kg·畝-1、30kg·畝-1、60kg·畝-1、90kg-畝-14個(gè)施炭處理,比較不同處理的土壤Cd、Cu全量、四種化學(xué)形態(tài)Cd、Cu含量以及種植一季生菜的地上部分和地下部分的Cd、Cu含量,考察施炭處理對(duì)土壤Cd、Cu污染的鈍化效果。主要結(jié)論如下： (1)供試木炭介孔的孔容積達(dá)到0.2700cm3·g-1；大孔和微孔的孔容積分別是0.0035cm3·g-1和0.0098cm3·g-1；比表面積為27.5808m2·g1；有機(jī)碳含量為8.1929g2·kg-1；pH值為7.91；電鏡圖下可以看出木炭表面多孔性特征顯著,由此可知木炭比表面積巨大,表面能高。 (2)供試小麥秸稈炭、花生殼炭和木炭對(duì)Cd2+的等溫吸附符合Langmuir方程,最大吸附量分別為0.673、0.134、0.068mg·g-1,而小麥秸稈炭、花生殼炭和活性炭對(duì)Cu2+的等溫吸附符合Freundlich方程；小麥秸稈炭、花生殼炭和木炭對(duì)Cd2+的吸附可在60min內(nèi)達(dá)到平衡,生物炭用量2g·L-1,溶液初始pH為6,小麥秸稈炭、花生殼炭和木炭對(duì)Cd2+的吸附效果最佳,且小麥秸稈炭對(duì)Cd2+的吸附效果明顯優(yōu)于花生殼炭和木炭對(duì)Cd2+的吸附效果,去除率可達(dá)91.3%；小麥秸稈炭、花生殼炭和活性炭Cu2+的吸附在10h后達(dá)到平衡；生物炭用量8g·L-1,溶液初始pH為6,小麥秸稈炭、花生殼炭對(duì)Cu2+的去除率分別為96.12%和92.10%。 (3)在盆栽試驗(yàn)條件下,不同用量的木炭對(duì)小白菜干物質(zhì)積累量的影響各不相同,當(dāng)木炭用量大于50g·kg-1時(shí),可有效提高小白菜干物質(zhì)的積累量；Cd、Cu單一污染及復(fù)合污染中,小白菜硝酸鹽含量隨著木炭用量的增加而增加,且隨著時(shí)間的推移,這種增加趨勢愈來愈明顯；在Cd、Cu單一污染中,添加木炭可降低小白菜中Cd、Cu的含量,且根中Cd的含量隨著木炭用量的增加而減少；在Cd-Cu復(fù)合污染中,添加木炭對(duì)小白菜中Cd、Cu的含量影響不大；添加木炭后,Cd單一污染土壤的pH值隨著時(shí)間的推移而逐漸增大,且木炭用量越大,pH值增加越大；木炭用量為50g·kg-1時(shí),就可有效控制土壤中Cd、Cu總量和有效態(tài)的含量,在添加木炭180d～270d間可使土壤中Cd、Cu總量和有效態(tài)的含量達(dá)到相對(duì)最低值,270d后土壤中Cd、Cu總量和有效態(tài)的含量又開始增加。 (4)田間試驗(yàn)結(jié)果表明,施炭60d后的酸交換態(tài)鎘含量下降了6.58%～17.34%,不施炭處理酸交換態(tài)鎘含量基本沒有變化；不同的處理的Fe-Mn氧化結(jié)合態(tài)鎘含量分別下降了38.18%～53.40%,有機(jī)結(jié)合態(tài)鎘含量升高了17.33%～67.24%,殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量下降了20.00%～57.60%；畝施90kg木炭可在60d后使土壤中有機(jī)結(jié)合態(tài)銅含量較未施炭的處理升高49.11%；畝施60kg木炭和畝施90kg木炭可在300d時(shí)使土壤中殘?jiān)鼞B(tài)銅含量較未施炭處理殘?jiān)鼞B(tài)銅含量分別升高1.31%、9.80%； 綜上所述,水吸附實(shí)驗(yàn)中,供試生物炭品種中,以小麥秸稈炭的吸附固定效果最好,當(dāng)pH=6,小麥秸稈炭用量分別為2g·L-1、8g·L-1時(shí),其對(duì)Cd2+、Cu2+的去除率分別可達(dá)96.12%、91.30%；盆栽條件下,木炭用量為50g·kg-1時(shí),在180d～270d間內(nèi)可使土壤中Cd、Cu總量和有效態(tài)的含量達(dá)到相對(duì)最低值；田間試驗(yàn)中,畝施60kg生物炭酸交換態(tài)鎘含量下降幅度超過5%,畝施30kg和畝施90kg生物炭酸交換態(tài)含量下降比例超過15%,畝施90kg木炭可在60d后使土壤中有機(jī)結(jié)合態(tài)銅含量較未施炭的處理升高49.11%,從而降低土壤重金屬的有效態(tài)比例。因此,采用生物炭治理修復(fù)水土環(huán)境中的重金屬污染是可行的。
【關(guān)鍵詞】：生物炭 吸附固定 鎘 銅 鈍化效果
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TQ424;X505
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 國內(nèi)水體重金屬污染現(xiàn)狀及防治11-20
• 1.3 國內(nèi)土壤重金屬污染現(xiàn)狀及防治20-25
• 1.4 研究內(nèi)容25-27
• 第2章 生物炭的制備與表征27-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器及設(shè)備27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法28-29
• 2.3 結(jié)果與分析29-31
• 2.4 討論31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 生物炭對(duì)水溶液中Cd~(2+)、Cu~(2+)吸附特性的研究32-46
• 3.1 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器及設(shè)備32-33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法33-37
• 3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析37
• 3.4 結(jié)果與分析37-45
• 3.5 討論45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第4章 盆栽試驗(yàn)中生物炭對(duì)Cd、Cu污染土壤鈍化效果的研究46-64
• 4.1 材料和方法46-51
• 4.2 結(jié)果與分析51-62
• 4.3 討論62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第5章 大田試驗(yàn)中生物炭對(duì)Cd、Cu污染土壤鈍化效果的研究64-84
• 5.1 材料和方法64-70
• 5.2 結(jié)果與分析70-82
• 5.3 討論82-83
• 5.4 本章小結(jié)83-84
• 第6章 討論與結(jié)論84-88
• 6.1 結(jié)論84-85
• 6.2 討論85-88
• 致謝88-89
• 參考文獻(xiàn)89-96
• 個(gè)人簡介96-97

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫敬亮,武文鈞,趙瑞雪,張曉霞;重金屬土壤污染及植物修復(fù)技術(shù)[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(bào);2003年04期

2 周立e，

本文編號(hào)：297631