本文關(guān)鍵詞：生物炭中重金屬穩(wěn)定性初步研究

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【摘要】：生物炭是農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)在缺氧和一定溫度條件下熱裂解形成的穩(wěn)定的富碳產(chǎn)物,具有改良土壤理化性質(zhì)、減少溫室氣體排放、提高作物產(chǎn)量的作用。大量研究表明,生物炭比表面積大、陽離子交換量高、吸附能力強(qiáng)等特點可以有效減少土壤中重金屬對作物的毒害作用,修復(fù)重金屬污染土壤。然而,已有的相關(guān)研究顯示生物炭制備過程中會富集重金屬,目前對于這些重金屬是否會釋放到土壤環(huán)境中,是否對作物生長及重金屬富集造成影響的研究相對較少。因此,本研究選取四種富含重金屬的秸稈,用3個熱解溫度制備生物炭,對這些生物炭的基本理化性質(zhì)及重金屬富集情況進(jìn)行研究,并使用TCLP浸提劑、CaCl2浸提劑、DTPA浸提劑萃取生物炭中重金屬,比較不同制炭原料及熱解溫度對生物炭中重金屬穩(wěn)定性的影響,同時進(jìn)行炭-土混合培養(yǎng)及小白菜苗期培養(yǎng)相關(guān)研究,探究生物炭中重金屬在土壤中的穩(wěn)定性及對小白菜生長和重金屬富集的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)生物炭的組分和理化性質(zhì)受制炭原料和溫度影響。隨著制炭溫度升高,生物炭中C含量升高、O含量降低,比表面積、孔體積增大,孔徑減小,pH值升高。熱解溫度提高過程中,生物炭表面孔結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)育完全,芳香化程度提高,熱穩(wěn)定性增強(qiáng)。(2)不同原料制備的生物炭中都出現(xiàn)重金屬富集情況。Cd、Cu、Pb整體表現(xiàn)為隨熱解溫度升高,富集率逐漸降低。Cu在生物炭中富集率最高,Cd富集率次之,Pb富集率最低。(3)生物炭中Cd、Cu、Pb的遷移性,隨制炭溫度升高而降低。生物炭中CaCl2交換態(tài)和DTPA有效態(tài)重金屬含量在高溫生物炭度中含量最低,但是所占各自重金屬總量百分比最大。(4)生物炭以1%和3%兩種比例混入土壤中,經(jīng)過10周培養(yǎng)后,用TCLP浸提劑、CaCl2浸提劑、DTPA浸提劑萃取出的Cd、Cu、Pb量均顯著低于培養(yǎng)前,且制炭溫度越高,萃取量越低,重金屬穩(wěn)定性越強(qiáng)。(5)在炭-土混合體系中種植小白菜,各處理下小白菜Cu含量較CK沒有顯著差異;Cd含量在300℃生物炭和500℃生物炭處理下高于CK,700℃生物炭處理下小于CK;Pb含量在所有處理條件下均低于CK。
【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】：S156.2

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本文編號：1283292