發(fā)布時(shí)間：2017-05-08 06:36

  本文關(guān)鍵詞：氯化鈣改性稻草秸稈炭制備及其在土壤氮磷截留中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磷(P)通常是水中微生物藻類生長(zhǎng)的限制因素,是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因。自然條件下,P的主要以磷酸鹽的形態(tài)存在,吸附法以其高效、低廉的特性在磷酸鹽去除的研究應(yīng)用最為廣泛。另外,我國(guó)每年約有60%水稻秸稈無法有效利用而廢棄焚燒,造成了大量能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。本文研究采用一種安全低廉的化學(xué)物——氯化鈣為稻草秸稈炭的活化劑,制備稻草秸稈炭,作為控制農(nóng)業(yè)面源的吸P材料。探究稻草秸稈炭制備工藝條件(碳化溫度、浸漬比)和吸附條件(初始P濃度、吸附劑用量、吸附時(shí)間、pH以及干擾離子)對(duì)稻草秸稈炭吸P性能的影響及其吸附機(jī)理；同時(shí)模擬24 h降雨情況,采用土柱淋溶方式,研究其對(duì)不同土壤(黏土、粉壤土、砂土)的氮磷淋溶的截留作用；最后,將稻草秸稈炭(改性與未改性)以不同施加方式(撒施和包裹施加；施加量為1或2 t hm-2)應(yīng)用于農(nóng)田,探究其對(duì)農(nóng)田系統(tǒng)(田面水、土壤、水稻植株)產(chǎn)生的影響。研究發(fā)現(xiàn)：1)未改性稻草秸稈炭對(duì)溶液中磷素幾乎無吸附效果,去除率小于5%(用量為4 g L-1)；而優(yōu)化吸磷稻草秸稈炭的制備工藝,選擇活化劑為CaCl2溶液(wt=10%),碳化溫度為700-C,浸漬比(W稻草：W氯化鈣)為1：0.5,得到的改性稻草秸稈炭吸附劑用量為4 g L-1對(duì)于10.30 mg P L-1的KH2P04溶液中P的去除率達(dá)到95%以上。稻草秸稈炭吸附P符合Langmiur吸附模型(R2=0.947),為單分子層化學(xué)吸附；主要依靠離子交換吸附：H2P04取代結(jié)合在Ca離子上的OH-而被吸附,使得吸附后的水樣pH值上升(由6.87上升至9.62)。氯化鈣改性稻草秸稈炭對(duì)水體中的正磷酸鹽具有優(yōu)異的吸附性能,是良好的吸磷材料。2)將改性稻草秸稈炭應(yīng)用于土柱淋溶實(shí)驗(yàn)時(shí),24h的淋溶條件下,相較于空白對(duì)照組,改性稻草秸稈炭(施加量1和2 t hm-2)對(duì)不同類型土壤的N、P淋溶截留效果差別很大,粘粒含量高、水分下滲速度低的土壤N、P淋溶截留效果好,黏土的N、P淋溶截留(TN、TP累計(jì)截留率分別達(dá)到70%和20%)效果明顯優(yōu)于粉壤土和砂粉土(TN、TP累計(jì)截留率分別為10-18%和0-10%)。因而,改性稻草秸稈炭對(duì)土壤氮磷淋溶有一定的截留作用,截留效率受土壤本身性質(zhì)的影響。3)改性稻草秸稈炭和未改性稻草秸稈炭的施加(1和2 thm-2)于稻田,在施肥后3h內(nèi),撒施改性稻草秸稈炭(2 t hm-2)可降低田面水中60-85%的P濃度和50%的N濃度；改性稻草秸稈炭和末改性稻草秸稈炭的施加,均小幅提高土壤pH值(0-0.1)、增加土壤中Organic P含量(0.04～0.16 gP kg-1)和NH4+-N含量(0-0.0076g N kg-1),而土壤中STC、STN、STP含量并無顯著變化；撒施改性稻草秸稈炭和未改性稻草秸稈炭可提高水稻株高(1-7 cm)但對(duì)水稻有效穗數(shù)、地面部分總重、稻谷產(chǎn)量無顯著影響；而采用包裹施加的方式亦可提高水稻株高,但因其可能炭吸附部分N、P,導(dǎo)致減產(chǎn)。綜上,本實(shí)驗(yàn)選用的施加量條件下,撒施改性稻草秸稈炭于稻田(粘土,青紫泥田),能極大緩解土壤的氮磷徑流流失風(fēng)險(xiǎn),但對(duì)土壤中氮磷含量及水稻生產(chǎn)力等指標(biāo)無顯著影響。
【關(guān)鍵詞】：面源污染 吸附 稻草秸稈炭 氯化鈣改性 氮磷淋溶
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X712;X52
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-10
• Abstract10-18
• 縮略詞清單18-19
• 1. 緒論19-33
• 1.1 研究背景19-20
• 1.2 改性稻草秸稈炭制備20-25
• 1.2.1 農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物利用現(xiàn)狀20-21
• 1.2.2 改性秸稈炭制備方法21-25
• 1.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤氮磷固持原理25-30
• 1.3.1 吸磷材料及吸磷元素25-26
• 1.3.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤理化性質(zhì)及微生物的影響26-27
• 1.3.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤氮磷淋溶的截留效果27-28
• 1.3.4 生物質(zhì)炭對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響28-30
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線30-31
• 1.4.1 研究目標(biāo)30
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容30-31
• 1.4.3 技術(shù)路線31
• 1.5 研究條件31-33
• 2. 改性稻草秸稈炭制備及其吸磷性能研究33-46
• 2.1 引言33-34
• 2.2 材料與方法34-38
• 2.2.1 稻草秸稈炭制備與優(yōu)化34-36
• 2.2.2 改性稻草秸稈炭吸附實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)36-37
• 2.2.3 樣品測(cè)試與分析37-38
• 2.2.4 數(shù)據(jù)分析與處理38
• 2.3 結(jié)果與討論38-45
• 2.3.1 改性稻草秸稈炭基本特征38-40
• 2.3.2 吸附條件對(duì)改性稻草秸稈炭吸磷性能的影響40-42
• 2.3.3 改性稻草秸稈炭吸附后離子浸出情況42-43
• 2.3.4 改性稻草秸稈炭吸磷機(jī)理分析43-45
• 2.4 本章小結(jié)45-46
• 3. 改性稻草秸稈炭對(duì)氮磷淋溶截留的影響46-54
• 3.1 引言46
• 3.2 材料與方法46-48
• 3.2.1 供試土壤基本性質(zhì)46-47
• 3.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)47
• 3.2.3 樣品采集與分析47-48
• 3.2.4 數(shù)據(jù)分析與處理48
• 3.3 結(jié)果與討論48-52
• 3.3.1 粘土(青紫泥田土)氮磷淋溶流失情況48-50
• 3.3.2 粉壤土(黃斑田土)氮磷淋溶流失情況50-51
• 3.3.3 砂性土(黃泥沙菜地土)氮磷淋溶流失情況51
• 3.3.4 三種土壤類型氮磷淋溶累計(jì)截留率51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 4. 改性稻草秸稈炭對(duì)稻田氮磷截留及生產(chǎn)力綜合影響54-66
• 4.1 引言54
• 4.2 材料與方法54-58
• 4.2.1 供試土壤基本性質(zhì)54-57
• 4.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)57
• 4.2.3 樣品采集與測(cè)定57-58
• 4.2.4 數(shù)據(jù)分析與處理58
• 4.3 結(jié)果與討論58-65
• 4.3.1 改性秸稈炭對(duì)田面水的影響58-60
• 4.3.2 改性秸稈炭對(duì)土壤的影響60
• 4.3.3 改性秸稈炭對(duì)水稻產(chǎn)量的影響60-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 5. 結(jié)論與展望66-68
• 5.1 研究結(jié)論66-67
• 5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)67
• 5.3 研究展望67-68
• 參考文獻(xiàn)(References)68-76
• 作者簡(jiǎn)歷、科研成果及獎(jiǎng)勵(lì)76-77

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;稻草秸稈半纖維素B的制備方法[J];技術(shù)與市場(chǎng);2010年10期

2 張木明;徐振林;張興秀;孫遠(yuǎn)明;;預(yù)處理對(duì)稻草秸稈纖維素酶解產(chǎn)糖及纖維素木質(zhì)素含量的影響[J];農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊);2006年03期

3 李輝勇;黃可龍;金密;李志光;趙律;;堿性臭氧預(yù)處理對(duì)稻草秸稈酶水解的影響[J];化學(xué)與生物工程;2009年10期

4 李輝勇;金密;魏琴琴;李志光;;稻草秸稈的堿性臭氧預(yù)處理效果[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2010年04期

5 李輝勇;金密;魏琴琴;李志光;;弱堿性過氧化預(yù)處理對(duì)稻草秸稈酶解糖化的影響[J];生物質(zhì)化學(xué)工程;2011年05期

6 孫萬里;陶文沂;;稻草秸稈3種預(yù)處理方法的比較[J];精細(xì)化工;2009年07期

7 楊青丹;胡婷春;;稻草秸稈酶解工藝優(yōu)化研究[J];食品與發(fā)酵科技;2010年05期

8 黃歡喜;姚茂君;姚柳;;稻草秸稈硫酸水解研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年04期

9 黃凱;張廣智;侯秀良;蔣學(xué);黃丹;楊一奇;;乙�；静萁斩挼闹苽浼氨碚鱗J];纖維素科學(xué)與技術(shù);2011年03期

10 王為國(guó);李自豪;覃遠(yuǎn)航;呂仁亮;張俊峰;王存文;;稻草秸稈超低酸水解及水解產(chǎn)物分析[J];石油化工;2013年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 都占魁;趙金生;楊正宇;;稻草秸稈組分的高效分離方法研究[A];2005年中國(guó)生物質(zhì)能技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2005年

2 楊森;丁文勇;陳洪章;;膜生物反應(yīng)器在汽爆稻草秸稈酶解中的應(yīng)用研究[A];2004年中國(guó)生物質(zhì)能技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2004年

3 宋安東;張百良;吳坤;;雜色云芝產(chǎn)木質(zhì)纖維素酶及對(duì)稻草秸稈降解的研究[A];中國(guó)資源生物技術(shù)與糖工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 肖雷;辦個(gè)草繩廠 “吃光”稻草秸稈[N];糧油市場(chǎng)報(bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李輝勇;稻草秸稈的堿法氧化預(yù)處理方法研究[D];中南大學(xué);2012年

2 劉海臣;稻草秸稈同步糖化發(fā)酵制備纖維素乙醇的研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2010年

3 孫萬里;稻草秸稈的預(yù)處理及生產(chǎn)乙醇的研究[D];江南大學(xué);2010年

4 張秋卓;稻草秸稈降解中生物表面活性劑的增效作用及發(fā)酵新工藝[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 林麗敏;氯化鈣改性稻草秸稈炭制備及其在土壤氮磷截留中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2016年

2 李自豪;稻草秸稈超低酸水解機(jī)理及水解動(dòng)力學(xué)研究[D];武漢工程大學(xué);2013年

3 尹璐;簡(jiǎn)青霉對(duì)稻草秸稈降解條件最優(yōu)化和機(jī)理研究[D];湖南大學(xué);2012年

4 李欽鳳;稻草秸稈成分分離及其水解液的發(fā)酵制取乙醇研究[D];南昌大學(xué);2010年

5 李鳳和;基于三氧化硫微熱爆法預(yù)處理稻草秸稈的過程和優(yōu)化研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

6 張杰;稻草秸稈的輻照改性及其對(duì)MO，，SO_4~(2-)的吸附性能的研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

7 張鵬;長(zhǎng)孢被孢霉PFY利用稻草秸稈同步糖化發(fā)酵產(chǎn)油脂研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：氯化鈣改性稻草秸稈炭制備及其在土壤氮磷截留中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：350614