聚丙烯酰胺(PAM)對(duì)河道底泥性質(zhì)及白菜生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-03-20 13:24
河道底泥中含有大量有害物質(zhì),若處置不當(dāng)極易造成土壤二次污染等問(wèn)題,河道底泥資源化處理不僅可有效解決上述問(wèn)題,還可以變廢為寶,獲得經(jīng)濟(jì)價(jià)值。聚丙烯酰胺(PAM)作為絮凝劑在底泥資源化利用前期的干化過(guò)程中被廣泛使用,會(huì)對(duì)底泥性質(zhì)及植物生長(zhǎng)產(chǎn)生一定影響。本試驗(yàn)于2018~2020年在浙江大學(xué)紫金港校區(qū)人工氣候?qū)嶒?yàn)室內(nèi)進(jìn)行,供試底泥為寧波市北侖區(qū)富春江河風(fēng)干后的河道底泥,供試作物為白菜(Brassica pekinensis L.)。通過(guò)盆栽試驗(yàn)、培養(yǎng)試驗(yàn)和淋溶試驗(yàn),探究了不同濃度PAM處理對(duì)河道底泥基本理化性質(zhì)、底泥團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、滲透性、淋溶液養(yǎng)分含量、多種酶活性變化、白菜生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響,以期為采用PAM作為絮凝劑干化的河道底泥經(jīng)加工改良后作為農(nóng)用土壤的資源化利用提供理論和實(shí)踐依據(jù)。主要結(jié)論如下:1、盆栽試驗(yàn)條件下,添加PAM有利于提高底泥硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和堿解氮含量,降低底泥可交換態(tài)重金屬砷含量。PAM處理對(duì)底泥p H、有機(jī)質(zhì)、全氮、CEC、微生物量碳、鹽基離子飽和度、顆粒組成、有效磷含量無(wú)顯著影響。所有PAM處理均可提高白菜根系生物量,對(duì)白菜游離氨基酸、可溶性糖、Vc及可溶性蛋白質(zhì)等...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PAM結(jié)構(gòu)片段示意圖(員學(xué)鋒,2003)
浙江大學(xué)碩士論文1緒論間的相互作用增強(qiáng)。這種更為緊密的結(jié)構(gòu)更有助于PAM對(duì)離子的吸附作用,比吸水膨脹后的PAM對(duì)離子的吸附效果更好,適當(dāng)提高溫度有利于促進(jìn)吸附反應(yīng)。PAM不僅可單獨(dú)施用以修復(fù)土壤重金屬污染,還可與其他修復(fù)劑協(xié)同修復(fù)。趙智等(2013)發(fā)現(xiàn)10%的粉煤灰與60mg/kg的PAM混施于土壤中,可以協(xié)同促進(jìn)對(duì)重金屬離子的吸附作用。周方等(2013)發(fā)現(xiàn)將PAM作為納米零價(jià)鐵(nZVI)的基底形成的PAM-nZVI復(fù)合物可有效強(qiáng)化固定重金屬離子。添加2mmol/g零價(jià)鐵的PAM對(duì)吸附Cd2+的效率比單獨(dú)使用PAM顯著提高,對(duì)Cd2+的吸附效率高達(dá)79.6%。其中PAM的主要作用是減少nZVI的團(tuán)聚,激發(fā)nZVI對(duì)Cd2+的強(qiáng)烈吸附作用。PAM也可以用于對(duì)特定吸附材料進(jìn)行改性以加強(qiáng)對(duì)重金屬離子的去除效果。楊文等(2011)用PAM對(duì)硅藻土進(jìn)行改性,探究改性后的硅藻土對(duì)廢水中的Pb2+的吸附效果,結(jié)果表明添加PAM的硅藻土比單獨(dú)使用硅藻土對(duì)Pb2+的去除效果好,PAM處理后的硅藻土對(duì)Pb2+的飽和吸附容量最大可達(dá)到69.0mg/g,比未添加PAM時(shí)顯著提高。Lu等(2016)研究表明,PAM與秸稈混合施用也可以顯著提高土壤對(duì)重金屬離子的吸附能力。因?yàn)榻斩捴械挠袡C(jī)質(zhì)分解后產(chǎn)生大量腐殖質(zhì),比表面積較大的腐殖質(zhì)和PAM都具有良好的吸附能力,可提供更多的重金屬吸附位點(diǎn)。圖1.2陰離子型PAM與重金屬吸附作用機(jī)理示意圖(孟繁健等,2018)Fig1.2AschematicpresentationofadsorptionmechanismofanionicPAMandheavymental5
浙江大學(xué)碩士論文1緒論1.2.2PAM的生物安全性在20世紀(jì)90年代就已有研究者證明,在安全施用量范圍內(nèi),PAM不會(huì)對(duì)人類、高等動(dòng)物、魚(yú)類和植物產(chǎn)生毒害作用(Seybold,1994)。Barvenik(1994)利用PAM進(jìn)行長(zhǎng)期的水生生物毒性試驗(yàn),結(jié)果證明PAM的半數(shù)致死濃度高達(dá)LC50>100mg/kg,低于該濃度不會(huì)對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生負(fù)面影響。Krauth等(2008)通過(guò)對(duì)水蚤(CeriodapHniadubia)和鰷魚(yú)(PimepHalespromelas)長(zhǎng)期使用高濃度和低濃度(高于和低于EPA標(biāo)準(zhǔn)劑量)的PAM進(jìn)行毒理學(xué)試驗(yàn),結(jié)果表明PAM未對(duì)兩種試驗(yàn)動(dòng)物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。Acharya等(2010)通過(guò)急性毒理學(xué)試驗(yàn)表明PAM對(duì)大型蚤(DapHniamagna)的半數(shù)致死濃度LC50>150mg/L,慢性暴露試驗(yàn)中PAM的濃度僅為1mg/L時(shí)即可降低試驗(yàn)動(dòng)物37%的生長(zhǎng)率,濃度為10~100mg/L的PAM可使試驗(yàn)動(dòng)物的繁殖力下降92%。郭非凡等(2012)通過(guò)對(duì)赤子愛(ài)勝蚓(Eiseniafoetida)施用PAM的生物毒性試驗(yàn)表明,PAM對(duì)蚯蚓的生長(zhǎng)狀況沒(méi)有顯著影響,對(duì)蚯蚓的半數(shù)致死濃度LC50>2000mg/kg,但較高濃度的PAM對(duì)蚯蚓的繁殖能力會(huì)產(chǎn)生不良影響。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,通常采用撒施PAM粉末或者噴施PAM溶液的方法處理土壤,且使用濃度遠(yuǎn)低于安全值,這樣可以有效避免PAM對(duì)生物產(chǎn)生的不良影響。圖1.3PAM的胞外酶水解示意圖(Kay-Shoemakeetal.,1998)Fig1.3AschematicdiagramofextracellularenzymatichydrolysisofPAM7
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]河道底泥處理技術(shù)和資源化利用研究進(jìn)展[J]. 王振雷,桑洛濱,柳志國(guó),鞏巖,李英華. 廣州化工. 2019(22)
[2]河道底泥處理和處置現(xiàn)狀及發(fā)展研究[J]. 宋淑貞,趙婷婷. 中國(guó)資源綜合利用. 2019(09)
[3]污染底泥制備陶粒及除磷潛力研究[J]. 楊欣妍,魏儒平,楊柳燕. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(03)
[4]PAM在土壤重金屬污染植物修復(fù)中的作用及機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 孟繁健,朱宇恩,孟凡旭,李華,王宇喆. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2018(16)
[5]市政污泥脫水及生物淋濾調(diào)理技術(shù)綜述[J]. 楊文鋒,張慶芳,楊期勇,朱瓊. 工業(yè)水處理. 2018(04)
[6]土地利用方式對(duì)表層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的影響[J]. 韓新生,馬璠,郭永忠,蔡進(jìn)軍,溫淑紅. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2018(02)
[7]絮凝劑對(duì)市政污泥脫水性能的影響研究[J]. 郭麗君,李松棟,李超. 山東化工. 2017(22)
[8]喀斯特地區(qū)不同土地利用方式下土壤團(tuán)聚體中養(yǎng)分和酶活性的研究——以花江為例[J]. 盧怡,龍健,廖洪凱,李娟,劉靈飛,郭琴,姚斌,龍治峰. 環(huán)境化學(xué). 2017(04)
[9]河道疏浚底泥農(nóng)業(yè)利用可行性分析[J]. 楊丹,范欣柯,劉燕,劉勇,聶翔. 科技通報(bào). 2017(01)
[10]復(fù)墾模式對(duì)采煤沉陷復(fù)墾區(qū)土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性的影響[J]. 劉美英,金永昌,劉金善,姚懿曼,興安. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2016(12)
博士論文
[1]聚丙烯酰胺的污泥絮凝機(jī)制、改性設(shè)計(jì)優(yōu)化及環(huán)境毒理特性研究[D]. 鄭育毅.福建師范大學(xué) 2018
碩士論文
[1]蓄水坑灌下不同施氮條件對(duì)蘋(píng)果園氨揮發(fā)的影響研究[D]. 孫瑞峰.太原理工大學(xué) 2019
[2]配方施肥對(duì)白菜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[D]. 王躍華.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]復(fù)合氨基酸制劑對(duì)小白菜和棉花抗逆性的影響[D]. 許猛.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2018
[4]聚丙烯酰胺在污泥和土壤中降解及其對(duì)黑麥草和土壤酶的影響研究[D]. 王效偉.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[5]微生物原位強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)在城市污染河道治理中的應(yīng)用[D]. 莊旭超.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[6]幾種調(diào)理劑對(duì)土壤砷形態(tài)及生物有效性的影響研究[D]. 孫媛媛.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2011
[7]秸稈-膨潤(rùn)土-PAM對(duì)土壤理化性質(zhì)和作物生長(zhǎng)的調(diào)控效應(yīng)[D]. 李佳佳.西南大學(xué) 2011
[8]PAM的土壤保水、保肥及作物增產(chǎn)效應(yīng)研究[D]. 員學(xué)鋒.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2003
本文編號(hào):3091074
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PAM結(jié)構(gòu)片段示意圖(員學(xué)鋒,2003)
浙江大學(xué)碩士論文1緒論間的相互作用增強(qiáng)。這種更為緊密的結(jié)構(gòu)更有助于PAM對(duì)離子的吸附作用,比吸水膨脹后的PAM對(duì)離子的吸附效果更好,適當(dāng)提高溫度有利于促進(jìn)吸附反應(yīng)。PAM不僅可單獨(dú)施用以修復(fù)土壤重金屬污染,還可與其他修復(fù)劑協(xié)同修復(fù)。趙智等(2013)發(fā)現(xiàn)10%的粉煤灰與60mg/kg的PAM混施于土壤中,可以協(xié)同促進(jìn)對(duì)重金屬離子的吸附作用。周方等(2013)發(fā)現(xiàn)將PAM作為納米零價(jià)鐵(nZVI)的基底形成的PAM-nZVI復(fù)合物可有效強(qiáng)化固定重金屬離子。添加2mmol/g零價(jià)鐵的PAM對(duì)吸附Cd2+的效率比單獨(dú)使用PAM顯著提高,對(duì)Cd2+的吸附效率高達(dá)79.6%。其中PAM的主要作用是減少nZVI的團(tuán)聚,激發(fā)nZVI對(duì)Cd2+的強(qiáng)烈吸附作用。PAM也可以用于對(duì)特定吸附材料進(jìn)行改性以加強(qiáng)對(duì)重金屬離子的去除效果。楊文等(2011)用PAM對(duì)硅藻土進(jìn)行改性,探究改性后的硅藻土對(duì)廢水中的Pb2+的吸附效果,結(jié)果表明添加PAM的硅藻土比單獨(dú)使用硅藻土對(duì)Pb2+的去除效果好,PAM處理后的硅藻土對(duì)Pb2+的飽和吸附容量最大可達(dá)到69.0mg/g,比未添加PAM時(shí)顯著提高。Lu等(2016)研究表明,PAM與秸稈混合施用也可以顯著提高土壤對(duì)重金屬離子的吸附能力。因?yàn)榻斩捴械挠袡C(jī)質(zhì)分解后產(chǎn)生大量腐殖質(zhì),比表面積較大的腐殖質(zhì)和PAM都具有良好的吸附能力,可提供更多的重金屬吸附位點(diǎn)。圖1.2陰離子型PAM與重金屬吸附作用機(jī)理示意圖(孟繁健等,2018)Fig1.2AschematicpresentationofadsorptionmechanismofanionicPAMandheavymental5
浙江大學(xué)碩士論文1緒論1.2.2PAM的生物安全性在20世紀(jì)90年代就已有研究者證明,在安全施用量范圍內(nèi),PAM不會(huì)對(duì)人類、高等動(dòng)物、魚(yú)類和植物產(chǎn)生毒害作用(Seybold,1994)。Barvenik(1994)利用PAM進(jìn)行長(zhǎng)期的水生生物毒性試驗(yàn),結(jié)果證明PAM的半數(shù)致死濃度高達(dá)LC50>100mg/kg,低于該濃度不會(huì)對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生負(fù)面影響。Krauth等(2008)通過(guò)對(duì)水蚤(CeriodapHniadubia)和鰷魚(yú)(PimepHalespromelas)長(zhǎng)期使用高濃度和低濃度(高于和低于EPA標(biāo)準(zhǔn)劑量)的PAM進(jìn)行毒理學(xué)試驗(yàn),結(jié)果表明PAM未對(duì)兩種試驗(yàn)動(dòng)物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。Acharya等(2010)通過(guò)急性毒理學(xué)試驗(yàn)表明PAM對(duì)大型蚤(DapHniamagna)的半數(shù)致死濃度LC50>150mg/L,慢性暴露試驗(yàn)中PAM的濃度僅為1mg/L時(shí)即可降低試驗(yàn)動(dòng)物37%的生長(zhǎng)率,濃度為10~100mg/L的PAM可使試驗(yàn)動(dòng)物的繁殖力下降92%。郭非凡等(2012)通過(guò)對(duì)赤子愛(ài)勝蚓(Eiseniafoetida)施用PAM的生物毒性試驗(yàn)表明,PAM對(duì)蚯蚓的生長(zhǎng)狀況沒(méi)有顯著影響,對(duì)蚯蚓的半數(shù)致死濃度LC50>2000mg/kg,但較高濃度的PAM對(duì)蚯蚓的繁殖能力會(huì)產(chǎn)生不良影響。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,通常采用撒施PAM粉末或者噴施PAM溶液的方法處理土壤,且使用濃度遠(yuǎn)低于安全值,這樣可以有效避免PAM對(duì)生物產(chǎn)生的不良影響。圖1.3PAM的胞外酶水解示意圖(Kay-Shoemakeetal.,1998)Fig1.3AschematicdiagramofextracellularenzymatichydrolysisofPAM7
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]河道底泥處理技術(shù)和資源化利用研究進(jìn)展[J]. 王振雷,桑洛濱,柳志國(guó),鞏巖,李英華. 廣州化工. 2019(22)
[2]河道底泥處理和處置現(xiàn)狀及發(fā)展研究[J]. 宋淑貞,趙婷婷. 中國(guó)資源綜合利用. 2019(09)
[3]污染底泥制備陶粒及除磷潛力研究[J]. 楊欣妍,魏儒平,楊柳燕. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(03)
[4]PAM在土壤重金屬污染植物修復(fù)中的作用及機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 孟繁健,朱宇恩,孟凡旭,李華,王宇喆. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2018(16)
[5]市政污泥脫水及生物淋濾調(diào)理技術(shù)綜述[J]. 楊文鋒,張慶芳,楊期勇,朱瓊. 工業(yè)水處理. 2018(04)
[6]土地利用方式對(duì)表層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的影響[J]. 韓新生,馬璠,郭永忠,蔡進(jìn)軍,溫淑紅. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2018(02)
[7]絮凝劑對(duì)市政污泥脫水性能的影響研究[J]. 郭麗君,李松棟,李超. 山東化工. 2017(22)
[8]喀斯特地區(qū)不同土地利用方式下土壤團(tuán)聚體中養(yǎng)分和酶活性的研究——以花江為例[J]. 盧怡,龍健,廖洪凱,李娟,劉靈飛,郭琴,姚斌,龍治峰. 環(huán)境化學(xué). 2017(04)
[9]河道疏浚底泥農(nóng)業(yè)利用可行性分析[J]. 楊丹,范欣柯,劉燕,劉勇,聶翔. 科技通報(bào). 2017(01)
[10]復(fù)墾模式對(duì)采煤沉陷復(fù)墾區(qū)土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性的影響[J]. 劉美英,金永昌,劉金善,姚懿曼,興安. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2016(12)
博士論文
[1]聚丙烯酰胺的污泥絮凝機(jī)制、改性設(shè)計(jì)優(yōu)化及環(huán)境毒理特性研究[D]. 鄭育毅.福建師范大學(xué) 2018
碩士論文
[1]蓄水坑灌下不同施氮條件對(duì)蘋(píng)果園氨揮發(fā)的影響研究[D]. 孫瑞峰.太原理工大學(xué) 2019
[2]配方施肥對(duì)白菜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[D]. 王躍華.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]復(fù)合氨基酸制劑對(duì)小白菜和棉花抗逆性的影響[D]. 許猛.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2018
[4]聚丙烯酰胺在污泥和土壤中降解及其對(duì)黑麥草和土壤酶的影響研究[D]. 王效偉.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[5]微生物原位強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)在城市污染河道治理中的應(yīng)用[D]. 莊旭超.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[6]幾種調(diào)理劑對(duì)土壤砷形態(tài)及生物有效性的影響研究[D]. 孫媛媛.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2011
[7]秸稈-膨潤(rùn)土-PAM對(duì)土壤理化性質(zhì)和作物生長(zhǎng)的調(diào)控效應(yīng)[D]. 李佳佳.西南大學(xué) 2011
[8]PAM的土壤保水、保肥及作物增產(chǎn)效應(yīng)研究[D]. 員學(xué)鋒.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2003
本文編號(hào):3091074
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