蜈蚣草的種植密度及其收獲物的焚燒處理研究.pdf

1、伴隨著世界經(jīng)濟(jì)、文化及生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。而植物修復(fù)是一種新興的極具潛力并可廣泛應(yīng)用到土壤、水體及大氣污染的環(huán)境治理技術(shù)。緊隨植物修復(fù)技術(shù)深入研究，植物修復(fù)輔助措施成為該技術(shù)進(jìn)入實(shí)際修復(fù)應(yīng)用的必要條件。本文通過(guò)綜述了目前國(guó)內(nèi)外重金屬污染土壤的植物修復(fù)輔助措施的研究進(jìn)展，并對(duì)砷超富集植物在砷污染土壤修復(fù)過(guò)程中的密度輔助措施與砷超富集植物收獲物后續(xù)處理的焚燒條件、焚燒機(jī)理進(jìn)行了探索研

2、究。 （1）在10cm×10cm、20cm×20cm、10cm×40cm與40cm×40cm 4個(gè)種植密度下，利用蜈蚣草對(duì)砷污染土壤進(jìn)行了2年的田間實(shí)際修復(fù)，得出如下結(jié)論：蜈蚣草是一種適宜于密植的草本植物，具有通過(guò)提高栽培密度來(lái)提高其地上部生物產(chǎn)量的潛力；同時(shí)蜈蚣草密植有利于促使其吸收的砷向地上部富集，從而有利于進(jìn)一步提高其對(duì)砷污染土壤的修復(fù)能力；綜合考慮修復(fù)過(guò)程中的收獲方式、經(jīng)濟(jì)成本與可操作性，在4個(gè)密度處理中密度20cm×2

3、0cm為蜈蚣草的最佳栽培密度。 （2）植物的焚燒熱解是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，熱解條件的選擇將決定試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確和充分反映樣品熱解的信息。本文探索研究了砷超富集植物TG-DTA分析中升溫速率、熱解氣氛與停留時(shí)間三個(gè)熱分析條件參數(shù)對(duì)其熱解特征的影響，得出如下結(jié)論：在10℃／min、25℃／min、50℃／min和100℃／min 4個(gè)升溫速率中，25℃／min升溫速率的熱分解曲線特征明顯，熱解集中，所需時(shí)間適中，為試驗(yàn)的最佳升溫速率；空氣

4、與氮?dú)鈨蓚€(gè)氣氛條件對(duì)砷超富集植物的熱解影響明顯，與氮?dú)鈿夥障啾?，空氣氣氛顯著促進(jìn)砷超富集植物的熱解，釋放出更多的熱量，分解更加完全，熱分解特征曲線更明顯，為試驗(yàn)適宜選擇的熱解氣氛條件；而試驗(yàn)中不同停留時(shí)間處理對(duì)少量砷超富集植物樣品的熱解特征的影響并不明顯；因此在砷超富集植物的熱分析研究中宜采用25℃／min升溫速率、空氣氣氛與連續(xù)升溫的試驗(yàn)條件。 （3）在砷超富集植物焚燒處理前將樣品在60℃條件下干燥24小時(shí)可以很好的使樣品減重

5、并減少樣品直接焚燒過(guò)程中砷的損失量。砷超富集植物在馬弗爐中的焚燒試驗(yàn)，焚燒溫度設(shè)定為100、200、300、400、500、600、700和800℃共8個(gè)處理。隨著焚燒溫度處理由100℃上升到800℃，樣品重量減少比例由3.1％上升到92.5％；同時(shí)砷的損失也增加明顯，由2.6％上升到23.9％。表明砷超富集植物的直接焚燒將對(duì)環(huán)境構(gòu)成潛在威脅，有待進(jìn)一步研究其焚燒砷損失的機(jī)理。因此本研究利用熱差分析儀對(duì)砷超富集植物的焚燒熱解機(jī)理及砷的損

6、失機(jī)理進(jìn)行了探索研究。在TG-DTA試驗(yàn)中，兩種砷超富集植物的熱解過(guò)程均集中在200～500℃的溫度區(qū)間，但存在一定差異。與低砷蜈蚣草相比，高砷蜈蚣草在300℃附近熱解減緩，而在450℃附近熱解加快；而大葉井口邊草體內(nèi)砷有促使其在300℃附近和450℃附近熱解加劇。原因可能與兩種砷超富集植物體內(nèi)木質(zhì)素與／或纖維素的組成有關(guān)，也可能與兩種砷超富集植物體內(nèi)砷的結(jié)合形態(tài)差異有關(guān)。通過(guò)對(duì)五氧化二砷試劑及其與蜈蚣草或活性炭的混合物的熱解分析可以知