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文檔簡介
1、尋找高效廉價的土壤重金屬的鈍化材料,對于治理土壤重金屬污染極為重要。本文選用水稻秸稈、稻殼、小麥秸稈與甘蔗渣4種農(nóng)業(yè)廢棄物為原料,在500℃下熱解2h制備4種生物炭(分別標記為RS、RH、WH與SC),研究不同原料制備的生物炭對重金屬Pb、Cd、Cu與Zn污染水稻土的理化性質(zhì)及鈍化效果的影響。另外,研究在300℃、500℃與700℃下熱解2h的水稻秸稈生物炭(以RS300、RS500與RS700表示)對重金屬Pb、Cd、Cu與Zn污染水
2、稻土的理化性質(zhì)及重金屬有效態(tài)的影響,探究不同熱解溫度的生物炭對土壤重金屬Pb、Cd、Cu與Zn污染的鈍化效果,旨為生物炭應(yīng)用于土壤重金屬污染修復(fù)實踐提供參考依據(jù)。主要結(jié)果如下:
(1)生物炭的元素性質(zhì)與原料種類、熱解溫度緊密相關(guān)。RS、RH、WH與SC的pH在6.9-10之間,RS的pH和產(chǎn)率最高;WH的灰分、N含量、O含量、H/C、O/C及(O+N)/C高于其它3種生物炭;而SC的pH、灰分、產(chǎn)率、N含量、O含量、O/C及(
3、O+N)/C最低。4種生物炭均有明顯的蜂窩結(jié)構(gòu)。此外,隨熱解溫度升高,生物炭的pH、灰分及C含量增加,其產(chǎn)率、H含量、O含量、H/C、O/C及(O+N)/C,均隨熱解溫度增加而降低。隨著熱解溫度升高,生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)越來越明顯,700℃制備的生物炭的整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷的趨勢。
(2)生物質(zhì)原料影響土壤重金屬的鈍化效果。4種生物炭均能提高土壤的pH、電導(dǎo)率、速效磷及水溶性有機碳含量。同空白相比,生物炭添加量為1.5%和3%時,土壤
4、pH增加了0.1-0.7個單位,速效磷及水溶性有機碳含量的增幅分別為14.3%-93.8%和7.0%-55.7%。且土壤pH、電導(dǎo)率、速效磷及水溶性有機碳含量均隨生物炭添加量的增加而增加。與空白相比,生物炭能顯著降低土壤中可交換態(tài)重金屬的含量(p<0.05)。所有處理中,WH3、RS3及WH1.5處理降低土壤的可交換態(tài)Pb、Cd、Cu與Zn含量幅度均超過60%。添加RS、WH與SC處理對土壤Cd的鈍化效果優(yōu)于RH處理。WH與RS對污染稻
5、田土壤Cu與Zn鈍化效果優(yōu)于RH及SC。3%用量的生物炭鈍化效果優(yōu)于1.5%用量??傊?,WH及RS更適宜作為Pb、Cd、Cu與Zn復(fù)合污染的土壤修復(fù)劑,3%添加量鈍化效果較好。
(3)熱解溫度影響生物炭鈍化土壤重金屬的效果。與空白相比,不同熱解溫度的生物炭均能顯著提高土壤pH、電導(dǎo)率、速效磷及水溶性有機碳含量(p<0.05)。土壤的pH與電導(dǎo)率隨生物炭熱解溫度上升而提高,而土壤的速效磷及水溶性有機碳含量的增幅隨生物炭熱解溫度上
6、升而降低。與空白相比,生物炭處理下土壤的pH值、電導(dǎo)率、速效磷含量及水溶性有機碳含量均顯著增加。添加RS300、RS500與RS700生物炭培養(yǎng)后,與空白相比,土壤的有效態(tài)Pb、Cd、Cu、Zn含量分別降低了10.2%-24.2%、10.7%-25.2%、12.8%-27.6%和4.2%-4.9%,有效態(tài)Zn的降低幅度低于其他3種重金屬。RS300處理鈍化土壤中的Pb與Cd的效果最佳;而RS700處理鈍化土壤中的Cu的效果最佳。相對而言
7、,RS700及RS300的鈍化效果優(yōu)于RS500。總之,RS300鈍化土壤Pb與Cd的效果較好,RS700鈍化土壤Cu的效果較好,而不同溫度生物炭鈍化土壤的Zn效果差異不顯著。
(4)WH與RS因灰分含量、pH及O/C比較高,對土壤pH的影響大于RH與SC,致使它們鈍化重金屬的能力強于RH與SC。RS300鈍化土壤Pb與Cd的效果較好,歸因于RS300較高的O/C比。RS700鈍化土壤Cu效果較好,可能與其較高的pH及灰分含量
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