發(fā)布時間：2025-03-20 04:15

　　生物炭具有較大的比表面積、豐富的孔隙結(jié)構(gòu)等特性,可成為廉價高效的環(huán)境吸附劑,能夠應(yīng)用于多環(huán)芳烴污染土壤的修復(fù)。本研究以農(nóng)用廢棄物水稻秸稈為原料,在300℃、500℃和700℃的條件下使用管式爐限氧熱解制備生物炭。在此基礎(chǔ)上研究熱解溫度對生物炭元素及官能團組成等性質(zhì)的影響,同時以持久性有機污染物多環(huán)芳烴（PAHs）中的菲（PHE）為研究對象,采用微生物固定化技術(shù),將PAHs降解菌（Achromobacter sp.LH-1）固定于生物炭制備多環(huán)芳烴降解菌劑,開展了生物炭及降解菌劑對PHE污染土壤修復(fù)作用的研究。通過高通量微生物分類測序技術(shù)對修復(fù)過程中土壤微生物物種豐富度及群落結(jié)構(gòu)進行分析;同時采用宏基因組測序技術(shù),對土壤環(huán)境樣本中的全部DNA信息進行定量分析,重點考察了生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對污染土壤C、N、P、S元素循環(huán)過程中關(guān)鍵酶基因的表達影響,探究生物炭的使用對土壤中營養(yǎng)元素循環(huán)代謝過程的影響情況,進而揭示生物炭的應(yīng)用對土壤生態(tài)環(huán)境的影響。主要研究結(jié)果如下:考察不同溫度下所制備生物炭的結(jié)構(gòu)性質(zhì)影響規(guī)律及對多環(huán)芳烴吸附能力的影響,發(fā)現(xiàn)隨著熱解溫度的升高,生物炭的產(chǎn)率逐漸下降、灰分含量...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
英文摘要
1 前言
    1.1 生物炭概述
        1.1.1 生物炭定義
        1.1.2 生物炭的性質(zhì)
    1.2 生物炭的土壤環(huán)境行為
        1.2.1 生物炭對土壤性質(zhì)的影響
        1.2.2 生物炭對土壤微生物的影響
        1.2.3 生物炭對土壤污染物的影響
    1.3 多環(huán)芳烴概述
        1.3.1 多環(huán)芳烴及其分布
        1.3.2 多環(huán)芳烴性質(zhì)與修復(fù)
    1.4 宏基因組測序技術(shù)在土壤研究的應(yīng)用
        1.4.1 土壤元素的生物地球化學(xué)循環(huán)
        1.4.2 宏基因組測序技術(shù)
    1.5 研究意義、內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 技術(shù)路線
2 材料與方法
    2.1 主要試驗藥品及試劑
    2.2 試驗儀器設(shè)備
    2.3 試驗材料
    2.4 生物炭的制備
    2.5 生物炭的理化性質(zhì)及表征測定
        2.5.1 生物炭產(chǎn)率測定
        2.5.2 生物炭灰分測定
        2.5.3 pH的測定
        2.5.4 生物炭元素組成分析
        2.5.5 生物炭掃描電鏡
        2.5.6 生物炭紅外光譜分析
    2.6 多環(huán)芳烴降解菌劑的制備
        2.6.1 多環(huán)芳烴降解菌劑的制備方法
        2.6.2 生物炭的熱解溫度與吸附時間對微生物固定的影響
    2.7 生物炭及生物炭固定化微生物的多環(huán)芳烴降解率測定
        2.7.1 多環(huán)芳烴的測定方法
        2.7.2 生物炭吸附菲的靜態(tài)吸附試驗
        2.7.3 多環(huán)芳烴降解菌劑對菲的降解率測定
    2.8 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對多環(huán)芳烴污染土壤的修復(fù)
        2.8.1 模擬盆栽試驗方法
        2.8.2 土壤多環(huán)芳烴污染殘留的測定
        2.8.3 土壤理化及土壤酶活測定
        2.8.4 土壤的微生物群落組成及多樣性分析
        2.8.5 土壤中黑麥草生長情況測定
        2.8.6 基于宏基因組對土壤C、N、P及 S元素循環(huán)的相關(guān)酶基因的分析
3 結(jié)果與分析
    3.1 生物炭理化性質(zhì)
        3.1.1 生物炭產(chǎn)率及灰分
        3.1.2 生物炭的pH值
        3.1.3 生物炭的元素分析
        3.1.4 生物炭的傅里葉紅外光譜分析
        3.1.5 生物炭掃描電鏡
        3.1.6 生物炭對微生物的吸附特征
        3.1.7 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對菲的降解作用
    3.2 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤的修復(fù)
        3.2.1 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對多環(huán)芳烴污染土壤的降解效果
        3.2.2 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤含水量的影響
        3.2.3 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤pH值的影響
        3.2.4 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤酶活的影響
        3.2.5 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤有機質(zhì)的影響
        3.2.6 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤全氮的影響
        3.2.7 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤全磷的影響
        3.2.8 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤全鉀的影響
    3.3 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對污染土壤的黑麥草生長的影響
    3.4 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對污染土壤的微生物的影響
        3.4.1 土壤微生物豐富度及多樣性分析
        3.4.2 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析
    3.5 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對元素生物地球化學(xué)循環(huán)關(guān)鍵酶基因的影響
        3.5.1 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對PHE污染土壤的菲降解基因的影響
        3.5.2 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤C素循環(huán)關(guān)鍵酶基因的影響
        3.5.3 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤N素循環(huán)關(guān)鍵酶基因的影響
        3.5.4 生物炭及多環(huán)芳烴降解菌劑對土壤P素循環(huán)關(guān)鍵酶基因的影響
4 討論
    4.1 生物炭制備
    4.2 生物炭固定菌劑應(yīng)用
    4.3 生物炭對土壤微生物的影響
    4.4 生物炭對土壤碳、氮元素循環(huán)的影響
5 結(jié)論
致謝
參考文獻



本文編號：4037371