本文關(guān)鍵詞：稻殼生物炭對重金屬鎘的吸附特性及對鎘污染土壤的修復(fù)效應(yīng)

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【摘要】：本試驗(yàn)以稻殼生物炭為研究對象,通過批量吸附試驗(yàn),測定不同條件下生物炭對Cd2+的吸附量,運(yùn)用等溫吸附模型、熱力學(xué)模型、動力學(xué)模型對吸附結(jié)果進(jìn)行擬合及表征,并比較吸附前后稻殼生物炭表面官能團(tuán)、礦物組分和表面形貌特征的變化,揭示其吸附重金屬鎘的主要機(jī)制。通過土壤培養(yǎng)試驗(yàn)及盆栽試驗(yàn),測定不同形態(tài)重金屬Cd含量、土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量和表面電荷的變化及不同時(shí)期油菜地上部分、地下部分及亞細(xì)胞中的Cd含量,計(jì)算其根富集系數(shù)及地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù),探討稻殼生物炭對土壤重金屬Cd賦存形態(tài)的影響及生物炭的施用對油菜吸收Cd的影響。主要結(jié)論如下:(1)稻殼生物炭吸附Cd2+類型更符合Freundlich等溫吸附模型,主要為不均勻的多層吸附,且吸附過程屬于低溫自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng),相對于35℃和45℃,25℃條件下更有利于吸附反應(yīng)的進(jìn)行;準(zhǔn)二級動力學(xué)方程能更好的反映出稻殼生物炭與Cd2+之間多重吸附機(jī)制的復(fù)合效應(yīng);稻殼生物炭主要利用表面的活性基團(tuán)、含氧官能團(tuán)、堿金屬鹽類等通過靜電引力、離子交換等作用吸附Cd2+。(2)土壤培養(yǎng)試驗(yàn)及盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明,隨生物炭施用量的增加,活性較強(qiáng)的交換態(tài)Cd的含量顯著降低,而活性較弱的有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Cd的含量顯著增加(P0.05)。生物炭施用量的增加顯著提高了土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量及表面可變電荷量,可交換態(tài)Cd與土壤pH存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.01),鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd與土壤pH存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.05),有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd和殘?jiān)鼞B(tài)Cd與土壤pH存在極顯著正相關(guān)關(guān)系(P0.01)。(3)與對照相比,不同生物炭施用量(1%、3%和5%)處理的油菜地上部分Cd含量分別降低了 18.86%、64.22%、68.40%,地下部分的Cd含量分別降低了11.03%、57.93%、60.62%。油菜細(xì)胞壁中的Cd含量隨生物炭施用量的增加而增加,而細(xì)胞可溶組分和細(xì)胞器中的Cd含量隨生物炭施用量的增加而降低。油菜全生育期根富集系數(shù)減小值在0.01～1.26范圍內(nèi),地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)減小值在0.22～0.32范圍內(nèi),其中以生物炭施加量為5%的處理效果最佳。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(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

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本文編號：1280365