【摘要】：重金屬在土壤和水污染中的污染已成為全球范圍內(nèi)的一個嚴(yán)重問題,在所有的有毒重金屬污染物中,7%的土壤被重金屬鎘污染,嚴(yán)重威脅植物生長和人體健康。研究表明,通過土壤改良可以有效的除去有毒重金屬,從而改善土壤理化性質(zhì)。通過高溫和缺氧生成的生物炭可以作為吸附劑,因其富含官能團、孔隙度高、比表面積大等特點可用于污染土壤的修復(fù)。本研究研究了生物炭(小麥和稻殼生物炭)和凹凸棒吸附和去除水溶液中鎘離子(Cd~(2+))的創(chuàng)新性觀點和對比度的影響。探索了影響吸附容量的重要參數(shù):pH、初始濃度、吸附劑投加量及吸附時間。吸附機理用掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)等測試,揭示了小麥秸稈炭(WSB)對土壤中對Cd~(2+)和Pb的固定化作用。結(jié)果如下:1.WSB具有多孔結(jié)構(gòu)、高比表面積(4.58 m~2/g)、孔體積(0.0071 cm~2/g)及大量含氧官能團。實驗與Langmuir吸附等溫模型和標(biāo)準(zhǔn)二級反應(yīng)動力學(xué)模型相擬合,吸附劑投加量0.1g,初始鎘濃度為40mg/L,溫度為30℃,100-160min范圍內(nèi),pH=6的實驗條件下最大去除量,WSB最大去除效率為95%。吸附機理主要為表面羧基官能團的存在以及表面陽離子與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)和離子交換反應(yīng)。2.在前期試驗的基礎(chǔ)上,以8種不同的生物炭和堆肥組合下進行了小麥盆栽試驗,評價了它們對土壤性質(zhì)、小麥生理生長和重金屬修復(fù)的影響。同時制備了羊糞有機堆肥,用于土壤改良。隨改性劑的增加,土壤pH(8%)、土壤孔隙(22%)、酶活性(脲酶及堿性磷酸酶活性(28%,10%)、NH_4OH_3和硝酸鹽都有所增加。堆肥對過氧化氫酶活性有一定的抑制作用,而生物炭和堆肥改性對土壤脲酶活性和堿性磷酸酶活性得到顯著改善。3.采用原子吸收光譜法對土壤和小麥樣品進行了分析。結(jié)果表明,BC5能顯著降低小麥根和芽中Cd~(2+)和Pb的積累,分別降低60%和40%。然而,堆肥對土壤中Cd~(2+)和Pb的修復(fù)作用是中性的。然而,堆肥對土壤中Pb的修復(fù)作用不明顯。與對照相比,生物炭和堆肥處理下,小麥根系和芽的生物量分別提高了37%和77%,株高增加了42%。綜上所述,生物炭與堆肥的相互作用對彼此性能有影響。WSB和堆肥是修復(fù)水中或土壤中的Cd~(2+)和Pb并提供土壤改良劑組合吸附效果理想,未來具有較好的開發(fā)價值。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X53;X52

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本文編號：2730603