【摘要】：生物質(zhì)炭以其良好的物理結(jié)構(gòu),豐富的比表面積,逐漸成為一種新興的環(huán)境修復(fù)材料被廣泛應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)治理中,將平茬后剩余的沙柳條經(jīng)高溫限氧裂解后制作成生物炭,既可以避免生物質(zhì)資源的浪費,又可以吸附重金屬,修復(fù)受污染的草原土壤。本研究以錫林郭勒盟峰雷銅礦區(qū)為例,通過野外試驗,對礦區(qū)的重金屬污染情況進行調(diào)查評價后,以沙柳生物炭為修復(fù)材料進行室內(nèi)模擬,分別對不同吸附條件下水溶液中Cu2+進行吸附試驗,以探究沙柳生物炭的吸附性能;并以當(dāng)?shù)貎?yōu)勢種冰草進行室內(nèi)盆栽試驗,依據(jù)單因子污染指數(shù)法,確定礦區(qū)尾礦砂與未污染草原土的污染配比,分別為:0%(無污染CK)、2.5%(輕度污染)、5%(中度污染)、7.5%(重度污染),通過添加不同比例的沙柳生物炭后,對不同污染的土壤理化性質(zhì)、冰草生長狀況及銅的遷移過程進行研究。主要結(jié)論如下:(1)研究區(qū)受當(dāng)?shù)刂黠L(fēng)向西北風(fēng)的影響,該地區(qū)整體污染情況的空間分布為東南東北西南西北,其中Cu和Cd都為重度污染,且Cu的單項污染指數(shù)Pi最大為18.59,Cd的單項污染指數(shù)Pi最大為4.42,均高于單項污染指數(shù)評價的重度污染(Pi3),Pi(Cu)Pi(Cd)。故確定Cu為當(dāng)?shù)赝寥牢廴镜闹饕饘佟?2)沙柳生物炭吸附水溶液中的Cu2+過程是表面和內(nèi)部同時進行的復(fù)合吸附過程。Lagergren準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和顆粒內(nèi)擴散模型(R20.99)均能較好描述出沙柳生物炭吸附Cu2+的過程;當(dāng)Cu2+濃度為512mg/L時,沙柳生物炭的吸附量最大19.13mg/g;經(jīng)過16h,沙柳生物炭對Cu2+的吸附量和吸附率均達(dá)平衡;因此在礦區(qū)銅污染修復(fù)的過程中應(yīng)該依據(jù)礦區(qū)銅污染程度結(jié)合礦區(qū)土壤環(huán)境來決定生物炭的添加量。(3)輕度、中度、重度污染條件下,隨沙柳生物炭添加比例的增加,銅在各部位的濃度含量隨之減少,且在各部分的富集程度表現(xiàn)為:冰草根系土壤冰草莖葉。輕度、中度、重度污染條件下,沙柳生物炭添加比例為1%時,銅在土壤冰草中的遷移系數(shù)最小,分別為0.05、0.04、0.04。添加0.8%-1%沙柳生物炭對土壤和冰草的表現(xiàn)最優(yōu)。
[Abstract]:Because of its good physical structure and rich specific surface area, biomass carbon has gradually become a new environmental remediation material, which has been widely used in environmental remediation. It can not only avoid the waste of biomass resources, but also adsorb heavy metals, and repair the polluted grassland soil. Taking the Fenglei copper mine area of Xilingol Mengmeng as an example, the heavy metal pollution in the mining area was investigated and evaluated through field tests, and the indoor simulation was carried out with Salix biochar as the restoration material. Adsorption experiments of Cu2 in aqueous solution under different adsorption conditions were carried out to explore the adsorption properties of biochar, and pot experiments were carried out with local dominant species of ice grass, according to the method of single factor pollution index. The proportion of pollution of mine tailings and unpolluted grassland soil was determined to be: 0% (non-polluted CK) 2.5% (mild pollution) 5% (moderate pollution) and 7.5% (heavy pollution). The physicochemical properties of different polluted soils were obtained by adding different proportion of Salix biochar. The growth status and copper migration process of Icegrass were studied. The main conclusions are as follows: (1) the spatial distribution of the whole pollution situation in the study area is southeast, northeast, southwest, northwest, and Cu and Cd are both serious pollution. The maximum single pollution index (Pi) of Cu is 18.59% CD and the maximum of Pi is 4.42, which is higher than that of Pi3 (heavy pollution index) Pi (Cu) Pi (Cd). Evaluated by single pollution index. It is concluded that Cu is the main metal in local soil pollution. (2) the adsorption of Cu2 in aqueous solution by biochar is a complex adsorption process both on the surface and inside. Lagergren quasi-second-order kinetic model and intraparticle diffusion model (R20.99) can be compared with each other. The process of adsorption of Cu2 by biochar was described. When the concentration of Cu2 was 512mg/L, the adsorption capacity of Salix biochar was 19.13 mg / g, and the adsorption capacity and adsorption rate of Cu2 reached equilibrium after 16 h. Therefore, in the process of copper pollution remediation in mining area, the amount of biochar should be determined according to the degree of copper pollution and soil environment. (3) under mild, moderate and severe pollution conditions, the ratio of biochar added to Salix willow increased with the increase of the proportion of biochar. The concentration of Cu in different parts decreased, and the enrichment degree of Cu in each part was as follows: the root of Icegrass was the stem and leaf of Icegrass. Under the condition of mild, moderate and severe pollution, when the ratio of biochar of Salix was 1, the transport coefficient of copper in soil ice grass was the lowest, which was 0.05 ~ 0.04 ~ 0.04 ~ 0.04, respectively. The best performance of soil and ice grass was obtained by adding 0.8-1% of Salix biochar.
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X53;X173

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡冰清;;用生物炭抵御全球變暖[J];自然與科技;2010年03期

2 李力;劉婭;陸宇超;梁中耀;張鵬;孫紅文;;生物炭的環(huán)境效應(yīng)及其應(yīng)用的研究進展[J];環(huán)境化學(xué);2011年08期

3 楊放;李心清;王兵;程建中;;生物炭在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和污染治理中的應(yīng)用[J];地球與環(huán)境;2012年01期

4 張千豐;王光華;;生物炭理化性質(zhì)及對土壤改良效果的研究進展[J];土壤與作物;2012年04期

5 陸海楠;胡學(xué)玉;劉紅偉;;不同裂解條件對生物炭穩(wěn)定性的影響[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2013年08期

6 張晗芝;黃云;劉鋼;許燕萍;劉金山;卑其誠;藺興武;朱建國;謝祖彬;;生物炭對玉米苗期生長、養(yǎng)分吸收及土壤化學(xué)性狀的影響[J];生態(tài)環(huán)境學(xué)報;2010年11期

7 李飛躍;梁媛;汪建飛;趙玲;;生物炭固碳減排作用的研究進展[J];核農(nóng)學(xué)報;2013年05期

8 孟軍;陳溫福;;中國生物炭研究及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢[J];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版);2013年01期

9 郭文娟;梁學(xué)峰;林大松;徐應(yīng)明;王林;孫約兵;秦旭;;土壤重金屬鈍化修復(fù)劑生物炭對鎘的吸附特性研究[J];環(huán)境科學(xué);2013年09期

10 關(guān)連珠;周景景;張昀;張廣才;張金海;禪忠祥;;不同來源生物炭對砷在土壤中吸附與解吸的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2013年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 沈國清;;生物炭影響土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的生物學(xué)機制[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

2 楊丹;劉限;劉鳴達(dá);張玉龍;;生物炭對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境改良作用的研究進展[A];發(fā)展低碳農(nóng)業(yè) 應(yīng)對氣候變化——低碳農(nóng)業(yè)研討會論文集[C];2010年

3 黃蘋;潘波;焦杏春;;滇池底泥制備的生物炭對菲的吸附-解吸[A];持久性有機污染物論壇2011暨第六屆持久性有機污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

4 戴中民;劉杏梅;吳建軍;汪海珍;徐建明;;用于改良酸性土壤的生物炭基本性質(zhì)的表征[A];面向未來的土壤科學(xué)（上冊）——中國土壤學(xué)會第十二次全國會員代表大會暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會論文集[C];2012年

5 閆智培;李十中;;生物質(zhì)熱解生產(chǎn)生物炭研究進展[A];全國農(nóng)村清潔能源與低碳技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

6 陸海楠;胡學(xué)玉;陳威;;生物炭添加對土壤CO_2排放的影響[A];農(nóng)業(yè)環(huán)境與生態(tài)安全——第五屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

7 孟靜靜;劉靜宇;黃少鵬;;低碳經(jīng)濟下的生物炭研究[A];低碳陜西學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2010年

8 王震宇;鄭浩;李鋒民;;濕地植物蘆竹生物炭的制備及特性表征研究[A];2010中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集(第四卷)[C];2010年

9 陳再明;陳寶梁;;不同裂解溫度制備的松木屑生物炭對萘的吸附動力學(xué)行為[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

10 李程;李小平;;生物炭對灘涂鹽堿土中黑麥草生長的影響初步研究[A];2014中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會（第十二章）[C];2014年

相關(guān)重要報紙文章 前8條

1 本報記者 劉霞;生物炭能否給地球降降溫？[N];科技日報;2009年

2 記者 王靖tD;把生物炭還給農(nóng)田[N];沈陽日報;2012年

3 白云水;唐山農(nóng)民發(fā)明秸稈提取生物炭新技術(shù)[N];江蘇科技報;2009年

4 本報記者 張曄;生物炭能讓土壤更肥沃嗎？[N];科技日報;2013年

5 記者 耿建擴　通訊員 常云亮 王小勝;農(nóng)民王有權(quán)將秸稈變成“香餑餑”提取生物炭和焦油新技術(shù)獲國家專利[N];光明日報;2009年

6 記者 班瑋;二氧化碳變害為寶的新妙招[N];新華每日電訊;2010年

7 羅冰;生物炭漸火 農(nóng)林廢棄物就地一“燜”變成寶[N];糧油市場報;2011年

8 本報記者 郝曉明;為子孫留一片沃土藍(lán)天[N];科技日報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 鄂洋;生物炭表面有機小分子及其活性研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 張杰;秸稈、木質(zhì)素及生物炭對土壤有機碳氮和微生物多樣性的影響[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

3 孫大荃;生物炭碳源驅(qū)動土壤微生物區(qū)系代謝作用研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 吳潔;不同秸稈還田方式與秸稈生物炭施用對農(nóng)田溫室氣體排放和土壤固碳的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

5 謝淘;生物炭的特性分析及其在黃水資源化中的應(yīng)用[D];清華大學(xué);2015年

6 劉寧;生物炭的理化性質(zhì)及其在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的基礎(chǔ)研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 NGUYEN THI HUONG;生物質(zhì)炭對西北地區(qū)土壤質(zhì)量及作物產(chǎn)量的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

8 江琳琳;生物炭對土壤微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)的影響[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

9 程效義;生物炭還田對棕壤氮素利用及玉米生長的影響[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

10 宗海英;花生殼生物炭對中國北方酸化土壤硝化過程的作用機制研究[D];中國海洋大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李靖;不同源生物炭的理化性質(zhì)及其對雙酚A和磺胺甲VA唑的吸附[D];昆明理工大學(xué);2013年

2 李昌見;生物炭對砂壤土理化性質(zhì)及番茄生長性狀的影響及其關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 梁桓;影響生物炭基氮肥氮素釋放因素的研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 武玉;生物炭對土壤中磷的形態(tài)轉(zhuǎn)化以及有效性的影響[D];中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所;2015年

5 李陽;生物炭輸入對納帕海青稞生長與土壤微生物生態(tài)學(xué)特征的影響[D];昆明理工大學(xué);2015年

6 邱志騰;生物炭對紅壤的降酸效果與毛豆生長的影響[D];浙江大學(xué);2015年

7 吳晶;生物炭精控制備方法的研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

8 蓋霞普;生物炭對土壤氮素固持轉(zhuǎn)化影響的模擬研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

9 王麗麗;不同生物炭對鉛鋅礦尾礦重金屬污染土壤修復(fù)效果的研究[D];浙江大學(xué);2015年

10 于志紅;錳氧化物—生物炭復(fù)合材料對砷的生物有效性的影響[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

，

本文編號：2207870