發(fā)布時(shí)間：2017-12-21 02:05

  本文關(guān)鍵詞：蘆葦改性生物質(zhì)炭制備及用于太湖水生態(tài)修復(fù)的研究　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：水體氮磷污染和沉積物中的氮磷內(nèi)源釋放是造成太湖富營養(yǎng)化的主要原因。水生態(tài)植物修復(fù)投資小、效果顯著、與生態(tài)共融,可大規(guī)模用于太湖營養(yǎng)化污染治理。收割水生植物制備生物質(zhì)炭既可以避免二次污染,同時(shí)憑借其高比表面積、多孔、無污染等特點(diǎn)可以作為吸附劑吸附水體氮磷,帶來雙重的生態(tài)效益。但此前研究依然存在生物質(zhì)炭氮磷吸附量較低,缺乏對太湖水體及沉積物體系的實(shí)際應(yīng)用研究等問題。本論文選取太湖水生態(tài)建設(shè)中最為常見的蘆葦為研究對象,制備出負(fù)載納米級(jí)MgO顆粒并能同時(shí)高效去除水體NH4-N和PO4-P的改性蘆葦生物質(zhì)炭,研究其對水體NH4-N、PO4-P的吸附過程及機(jī)理,并嘗試探究其對太湖水生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用前景。首先,采用氯化鎂活化法制備蘆葦生物質(zhì)炭,考察不同制備條件對生物質(zhì)炭表征及理化性質(zhì)影響。MgCl2浸漬預(yù)處理可顯著提高蘆葦生物質(zhì)炭比表面積,形成微孔結(jié)構(gòu)并在生物質(zhì)炭表面負(fù)載MgO顆粒,其最大比表面積可達(dá)254.91 g/m2,平均孔徑約為3.07nm。然后,通過吸附實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和吸附前后表征比較研究其對水體NH4-N、PO4-P吸附效果和過程機(jī)理。改性后的蘆葦生物質(zhì)炭能同時(shí)高效去除水體NH4-N和P04-P,理論最大單位吸附量分別超過30 mg/g和100 mg/g,生物質(zhì)炭對NH4-N的主要吸附機(jī)制為陽離子交換作用,通過表面附著的Mg2+與水體中的NH4+離子發(fā)生離子交換作用去除水體NH4-N。生物質(zhì)炭對PO4-P的主要吸附機(jī)制則為Mg-P沉淀作用。表面的MgO顆粒與溶液中不同形態(tài)的PO4-P離子發(fā)生表面沉淀反應(yīng),從而達(dá)到PO4-P吸附去除的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明生物質(zhì)炭對實(shí)際太湖營養(yǎng)化水體氮磷的去除也具有顯著效果。進(jìn)一步采用改性蘆葦生物質(zhì)炭添加至太湖上覆水/沉積物水生態(tài)體系進(jìn)行培養(yǎng)的方式探究生物質(zhì)炭對太湖沉積物氮磷污染修復(fù)和微生物群落結(jié)構(gòu)影響。發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭添加可以降低沉積物NH4-N含量并能高效吸附固持沉積物NH4-N組分。生物質(zhì)炭添加對太湖沉積物微生物群落結(jié)構(gòu)的改變也具有顯著影響,短時(shí)間培養(yǎng)后能促進(jìn)太湖沉積物優(yōu)勢菌變形菌門(Proteobacteria)的生長,這可能是由于Proteobacteria能利用生物質(zhì)炭作為碳源進(jìn)行生長。生物質(zhì)炭添加后沉積物中Nitrospira綱硝化細(xì)菌OTUs數(shù)略低于對照組,表明生物質(zhì)炭的添加對沉積物硝化過程的進(jìn)行在短期內(nèi)具有潛在的抑制作用。本研究創(chuàng)新性地結(jié)合高效氮磷吸附材料的制備和水生態(tài)修復(fù)植物蘆葦?shù)馁Y源化兩個(gè)方面,制備出一種能同時(shí)高效吸附氮磷的改性蘆葦生物質(zhì)炭材料。并進(jìn)一步對其實(shí)際應(yīng)用于太湖氮磷污染去除和水生態(tài)修復(fù)進(jìn)行研究,初步結(jié)論表明具有一定的應(yīng)用潛力。
【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】：2017
【分類號(hào)】：X524;X171.4

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王博;葉春;李法云;曲乾;陳鑫;;水生植物制生物炭對硝態(tài)氮的吸附規(guī)律研究[J];中國環(huán)境科學(xué);2017年01期

2 唐登勇;黃越;胥瑞晨;胡潔麗;張聰;;改性蘆葦生物炭對水中低濃度磷的吸附特征[J];環(huán)境科學(xué);2016年06期

3 程花;張紅星;閆暉敏;林超;;沉水植物堆肥可行性研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年29期

4 鄧紅燕;王永秀;;人工濕地廢棄植物制備成型燃料[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年11期

5 王海候;沈明星;Q萌儻，

本文編號(hào)：1314248