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[期刊] 西南农业学报
[作者]
严静娜 覃霞 梁定国 杨惟薇 张超兰
以蚕沙为原材料,采用缺氧热解法在300、500和700℃下制备生物质炭,研究生物质炭施入Cd、Pb单一污染和复合污染潮土(Cd浓度5 mg/kg,Pb浓度350 mg/kg)后,土壤性质及土壤中Cd、Pb化学形态的变化,探讨生物质炭对土壤重金属的钝化效果。结果表明:添加生物质炭培养45 d后,土壤p H值和SOC含量随着生物质炭热解温度升高而逐渐增大。同时,生物质炭的施入显著降低了土壤Cd、Pb的弱酸可提取态含量,提高了残渣态含量,钝化效果明显。不同热解温度生物质炭对3种污染潮土中Cd、Pb的钝化效果均为:蚕沙-700>蚕沙-500>蚕沙-300。添加700℃蚕沙生物质炭,在Cd、Pb单一污染...
关键词：
生物质炭 镉 铅 化学形态 钝化
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
杨继刚 石圣杰 赵平平 李增飞 吴子涵 刘梓清 黄淏 冯人伟
为了探讨碱性条件下蚕沙对多重重(类)金属的钝化效果及其风险,同时研究其对小白菜生长的影响,采集湖南锡矿山矿山乡洞下村农田土壤(蔬菜地,pH 7.5)进行盆栽试验.设置两个处理水平:添加2.0%蚕沙(ACS)和未添加蚕沙(CK),研究其修复效果及对小白菜(Brassica rapa var.chinensis,新西兰2号)生长的影响.结果表明:该农田土壤已受到锑(Sb)、砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)和铜(Cu)的污染,其综合潜在生态危害指数(RI)为极高危风险;添加2.0%蚕沙显著增加了小白菜的生物量、总叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,但降低了胞间CO_2浓度;添加2.0%的蚕沙显著降低了小白菜根系中的重(类)金属Sb、Cd和Pb含量,但增加了小白菜叶片中Cd、Cu含量.因此,添加2.0%蚕沙可增加小白菜的光合参数、促进小白菜生长,但也增加了小白菜可食用部分的Cd含量,存在一定健康风险.
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
殷全玉 许希希 孟晓楠 刘国顺 张玉兰 王宏
[目的]研究不同温度(360和500℃)处理下的生物质炭与土壤质地(壤土和砂土)对0~30 cm土层铵态氮含量动态变化及土壤-烟株体系氮素表观损失量的影响,旨在探讨利用生物质炭改良植烟土壤技术途径。[方法]用蒸渗仪种植烟草,研究8种处理(RCK1:壤土,不施肥;RCK2:壤土,施化肥;RT1:壤土,施化肥,施360℃生物质炭;RT2:壤土,施化肥,施500℃生物质炭;SCK1:砂土,不施肥;SCK2:砂土,施化肥;ST1:砂土,施化肥,施360℃生物质炭;ST2:砂土,施化肥,施500℃生物质炭)不同土层NH_4~+-N含量的动态变化,并分析氮素表观损失量。[结果]在砂土中,低温炭处理显著提高了0~30 cm土层NH_4~+-N含量平均值,比对照高22.32%,其中0~10 cm土层NH_4~+-N含量增加显著,为36.88 mg·kg-1,比对照增加了31.82%;高温炭处理显著减少了0~30 cm土层NH_4~+-N含量平均值,比对照低10.79%,其中0~10 cm与10~20 cm土层NH_4~+-N含量均降低。在壤土中,NH_4~+-N含量平均值显著低于砂土。2种生物质炭处理下壤土0~30 cm土层NH_4~+-N含量与对照相比均无显著差异。低温炭与高温炭处理0~10 cm土层NH_4~+-N含量显著低于对照,分别减少了12.17%和25.34%,而10~20 cm土层NH_4~+-N含量分别比对照增加了2.48%和13.38%,20~30 cm土层NH_4~+-N含量分别比对照增加了32.14%和38.84%,且高温炭比低温炭表现更明显。施用生物质炭能减少土壤-烟株体系的氮素表观损失量,低温炭比高温炭效果更好。各处理(RT1、RT2、ST1、ST2)分别比各自常规施肥对照减少了40.27%、34.10%、68.73%和54.05%(P
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
何逸婷 Marios Drosos 孙嘉 刘晓雨 潘根兴 夏少攀
[目的]本文旨在研究热解温度和原料对生物质炭化学性质及官能团的影响，为优化生物质炭的化学性能提供科学依据。[方法]以小麦、水稻和玉米秸秆为原料，在3种温度(350、450和550℃)下进行热解，分别得到小麦秸秆生物质炭(WB350、WB450和WB550)、水稻秸秆生物质炭(RB350、RB450和RB550)和玉米秸秆生物质炭(CB350、CB450和CB550)。分析这些生物质炭的pH值、灰分含量、阳离子交换量(CEC)、全碳和全氮含量，采用红外光谱法和~(13)C核磁共振波谱法分析生物质炭化学结构。[结果]当温度从350℃升至550℃时，小麦、水稻和玉米秸秆炭的pH值和C/N值均显著提高，全氮含量均显著降低；水稻和玉米秸秆炭的灰分含量显著提高，而CEC显著降低。从不同原料来看，当温度为350和550℃时，水稻、玉米和小麦秸秆生物质炭的灰分含量依次递减。同一温度下，玉米秸秆炭的CEC显著高于小麦和水稻秸秆炭的CEC。同一温度下小麦、玉米和水稻秸秆炭的全碳含量依次递减；玉米、水稻和小麦秸秆炭的全氮含量依次递减；小麦、水稻和玉米秸秆生物质炭的C/N值依次递减。随着温度的升高，生物质炭中各种芳香族官能团含量增多，脂肪族官能团含量减少。温度为550℃时，水稻秸秆生物质炭的—CH_2和SiO_2的吸收振动强于玉米和小麦生物质炭，水稻、小麦和玉米秸秆炭的芳香性指数依次递减；当温度为350℃时，水稻、玉米和小麦秸秆炭的烷基指数依次递减。[结论]不同温度和原料制备的生物质炭中，550℃热解温度下的生物质炭具有较高的pH值，故推荐施用550℃热解的生物质炭来改良酸性土壤；玉米秸秆生物质炭的CEC较高，有利于提高土壤的肥力水平；而水稻秸秆生物质炭在350℃热解温度下含有较高的灰分含量和较多的脂肪族官能团，而在550℃热解温度下芳香性指数较大，其可能是同时增强土壤肥力和实现土壤固碳减排的潜在良好材料。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
王谢 邓虎军 林超文 姚莉 唐甜 张建华
【目的】本文旨在揭示无外源微生物干扰下,土壤微生物群落对蚕沙中养分物质的利用状况,探索蚕沙无害化还田后的生态效应。【方法】通过向土壤中添加湿热灭菌蚕沙的方式来模拟无害蚕沙还田,并采用高通量测序技术测定土壤细菌群落结构及多样性,以揭示土壤微生物对于湿热灭菌蚕沙还田的快速响应状况。【结果】湿热灭菌蚕沙还田对土壤细菌结构无显著的影响(P> 0. 05),但减少了土壤细菌的种类,其Chao I指数、Shannon多样性指数和Simpson多样性指数显著降低(P
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
林贵英 陈伟 刘文质 董安民 邵敬爱 张世红 杨海平 陈汉平
热解技术是稻壳有效利用的重要处理方法,其炭、气和油三态产物均具有较高的利用价值。稻壳炭是稻壳热解后产生的固态产物,对环境、农业和新能源等具有重要的影响作用。稻壳炭的理化特性决定了炭产物的利用方式及效果,不同热解温度条件下制得的稻壳炭的理化特性不同,热解温度对稻壳炭理化特性影响较大。对不同热解温度制得的稻壳炭的理化特性进行系统研究有利于稻壳炭的定向制备及高值化利用。为确定热解温度对稻壳炭理化特性的影响作用,在管式炉固定床上制得不同热解温度的炭产物,对稻壳炭工业分析及元素分析、可溶性物质含量、表面官能团和孔结
关键词：
生物炭 稻壳 热解温度 理化特性
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
毛浩楠 杨兴 陆扣萍 吴家森 王海龙
【目的】探讨原始及铁改性生物质炭对复合污染农田土壤中养分及砷(As)、铅(Pb)生物有效性的影响。【方法】分别采用质量分数为2%的原始细叶榕Ficus microcarpa生物质炭(FMB)和聚合硫酸铁改性细叶榕生物质炭(Fe-FMB)与受砷铅复合污染土壤混合，以未施加生物质炭的土壤作为对照，进行水稻Oryza sativa盆栽试验，测定了不同生长阶段土壤养分、土壤酶活性以及水稻各器官和土壤中As和Pb的质量分数。【结果】与对照组相比，Fe-FMB显著提高了土壤中磷(P)、硅(Si)等养分的有效性(P<0.05)，显著改变了土壤中硅(Si)的形态分布，主要增加了无定型硅(增加25.2%)和铁锰氧化态硅质量分数(增加11.1%)。Fe-FMB对于土壤和水稻稻谷中As的钝化效果更为显著；而FMB在钝化土壤Pb方面表现更佳，对Pb有效性最高降低了24.9%。此外，Fe-FMB还显著提升了土壤中亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶的活性(P<0.05)，增幅分别达121.1%、99.1%及33.2%。Pearson’s相关性分析结果表明，土壤酶活性与pH及土壤As有效性显著相关(P<0.05)，说明施用生物质炭可通过调节土壤pH及As有效性来影响土壤酶活性。【结论】原始细叶榕生物质炭适用于修复单一Pb污染土壤。相比之下，铁改性生物质炭在修复砷铅复合污染土壤方面展现出更好的应用前景。图8表2参39
关键词：
生物质炭 重金属 土壤修复 硅 土壤酶
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
王瑞萍 杨兴 高玉蓉 陆扣萍 何丽芝 吴家森 王海龙
【目的】土壤重金属复合污染是当前农业生产活动中遇到的普遍问题之一。如何有效同步钝化土壤中的砷和铅已成为研究热点。【方法】以稻壳为原料制备原始生物质炭，并通过高锰酸钾改性制得锰改性生物质炭。使用大蒜Allium sativum为指示植物，进行盆栽试验，以评估不同施用量(10和30 g·kg-1)下原始生物质炭和锰改性生物质炭对土壤中砷和铅生物有效性及土壤酶活性的影响。【结果】施用各比例和种类的生物质炭显著提高了土壤有机质、速效钾和有效磷质量分数和pH （P<0.05），同时降低了土壤碱解氮质量分数。锰改性生物质炭相比原始生物质炭的效果更为显著。施用10 g·kg-1锰改性生物质炭使土壤中有效态砷质量分数显著降低了11.5%，而30 g·kg-1锰改性生物质炭显著降低了土壤二乙烯三胺五乙酸（DTPA）可提取态的铅质量分数，降低了28.3%（P<0.05）。相比对照，施用10 g·kg-1锰改性生物质炭使土壤中β-N-乙酰氨基葡萄糖甘酶活性显著提高了11.6%,30 g·kg-1锰改性生物质炭使土壤酸性磷酸酶和β-葡萄糖甘酶活性分别显著提高了9.8%和37.7%（P<0.05）。同时，锰改性生物质炭处理的大蒜植株中氮、磷、钾质量分数显著提高（P<0.05），砷、铅质量分数显著降低（P<0.05）。【结论】锰改性生物质炭对提高土壤肥力和修复砷铅复合污染土壤表现出较大的潜力。图8表1参52
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
包骏瑶 赵颖志 严淑娴 白珊 李松昊 徐秋芳 叶正钱 沈颖 陈俊辉
以竹材边角料、玉米Zea mays秸秆和山核桃Carya cathayensis蒲壳制备的生物质炭为材料,采集浙江省杭州市临安区集约经营模式下雷竹Phyllostachys violascens林酸化土壤进行90 d的黑麦草Lolium perenne盆栽试验,探究不同原料生物质炭添加对黑麦草生长及土壤养分、酸度、微生物丰度和酶活性的影响。结果表明:玉米秸秆炭和山核桃蒲壳炭显著提高了黑麦草生物量、土壤有机碳质量分数、全氮质量分数和pH值,而显著降低了土壤交换性氢和交换性铝的质量摩尔浓度(P<0.05);竹
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
赵伟宁 杨兴 何丽芝 郭佳 王海龙
园林废弃物处理不合理,不仅会造成植物营养元素的流失,还会造成环境污染。以法国梧桐Platanus orientalis,桂花Osmanthus fragrans,红叶石楠Photiniax fraseri和樟树Cinnamomum camphora等南方城市典型园林绿化废弃物生物质为原材料,研究热解温度(350, 500和650℃)对不同园林废弃物生物质炭产率和理化特性的影响。结果表明:生物质炭的产率随着热解温度的升高呈下降趋势,且在350~500℃温度段变化较明显;原材料灰分质量分数对生物质炭产率有明显影响,法国梧桐叶片炭产率最高,其枝条炭产率最低。高温度条件下制备的生物质炭芳香性增强,亲水性和极性减弱, 650℃制备的红叶石楠枝条炭和法国梧桐枝条炭的芳香性较强, 350℃制备的法国梧桐叶炭亲水性和极性最强。桂花和樟树叶片炭的全氮质量分数较高,叶片炭全硫质量分数高于枝条炭。随着热解温度的升高,生物质炭表面的含氧官能团种类和数量逐渐减少,红叶石楠叶片炭在高温条件下官能团仍明显存在。利用扫描电镜和X-ray能谱分析生物质炭(500℃)发现,樟树枝条炭和法国梧桐枝条炭孔隙结构较发达,红叶石楠叶片炭中磷、镁、钾、钙等元素质量分数较高。综上所述,园林废弃物生物质炭的特性主要受原材料和热解温度的影响,不同温度下制备的园林废弃物生物质炭具有不同的产率和理化特性。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
韩飞宇 汤育楷 赖桢媛 裘晶晶 李真
[目的]本文旨在利用解磷真菌复合骨炭材料研究其在不同土壤中的重金属修复效果。[方法]首先将3种类型的铅污染土壤(中性黄棕壤、碱性砂壤、酸性红壤)与不同温度烧制后的骨炭进行混合培养45 d后,测定有效磷和有效铅含量,评估骨炭在不同土壤中的修复差异。然后通过种植不结球白菜来确定经骨炭材料修复的铅污染土壤的生物有效性。最后在修复效果最好的土壤中添加复合修复剂确认其应用价值。[结果]骨炭在黄棕壤中促进磷元素释放效果最佳,有效磷含量为对照的64倍,显示其具备良好的铅修复潜力。黄棕壤的pH值呈中性,土壤中的有效磷不会被钙、铁、铝等固定,从而增加了其和铅的反应效率。单独使用骨炭时,200～300℃温度处理的材料修复效果良好。在黄棕壤中种植不结球白菜验证经骨炭修复的铅污染土壤的生物有效性,发现在黄棕壤中添加骨炭与铅的初始质量比为0.5∶1以上的骨炭可以提高不结球白菜对磷的吸收,提高2.0～3.5倍,同时减少不结球白菜对铅的吸收,不结球白菜叶片中铅含量比对照减少70%～80%。在黄棕壤中混施骨炭和黑曲霉对铅固定效果比单独施用效果稍好,有效铅含量降低到14.36 mg·kg~(-1),且培养后黑曲霉保持活性,验证了复合材料的修复潜力。[结论]骨炭和黑曲霉复合材料是针对中性土壤的良好铅修复材料,同时制备骨炭的加热温度以200～300℃为宜。
关键词：
土壤 铅 骨炭 修复 黑曲霉
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
邵佳 周文晶 宋瑶 潘洋 秦华 陈俊辉
【目的】探究不同原料制备的生物质炭能否缓解长期重金属污染对土壤微生物活性的胁迫效应，为污染土壤生物质炭修复提供科学依据。【方法】将竹材边角料(BB)、山核桃Carya cathayensis蒲壳(PB)和玉米Zea mays秸秆(CB)制备的3种生物质炭分别以3%比例(炭土质量比)添加到长期受铅、镉污染土壤中，分析生物质炭短期施用下土壤养分、重金属有效质量分数和土壤微生物活性的变化特征。【结果】3种生物质炭添加均未影响土壤重金属全量，而显著(P<0.05)降低了土壤氯化钙可提取态铅、镉质量分数。与不施生物质炭处理相比，BB、PB和CB分别使可提取态铅质量分数显著(P<0.05)降低了69%、84%和72%；使可提取态镉质量分数显著(P<0.05)降低了26%、63%和36%，且PB处理显著(P<0.05)低于BB和CB处理。PB和CB添加均显著(P<0.05)提高了土壤pH(0.79和0.51个pH单位)、有机碳质量分数(37%和74%)、全氮质量分数(12%和41%)，而BB添加对其影响不显著。BB、PB和CB分别使土壤磷脂脂肪酸总量提高了33%～56%、革兰氏阳性菌提高了30%～41%、革兰氏阴性菌提高了40%～66%、放线菌提高了34%～52%、真菌提高了33%～79%，但3种处理间无显著差异(除PB和CB处理的磷脂脂肪酸总量显著高于BB处理)。3种生物质炭均显著(P<0.05)提高了脱氢酶活性(2～6倍)，但未影响土壤基础呼吸速率，而PB处理显著(P<0.05)降低了细菌胁迫指数(13.9%)，提高了底物诱导呼吸速率。【结论】山核桃蒲壳制备的生物质炭可作为较好的改良剂，降低土壤铅镉有效性，恢复土壤微生物的数量和活性。图4表3参29
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
葛丽炜 夏颖 刘书悦 程鑫 翟英博 丁凡
为总结马弗炉制备生物炭的经验和明晰热解温度和时间对生物炭性质的影响,以玉米秸秆为原料,在不同热解温度(400,500,600℃)和时间(2,3,4,6,8h)交叉条件下,在实验室用马弗炉烧制生物炭,计算生物炭的产率,测定其碳和氮含量,并总结利用马弗炉制备生物炭的经验。结果表明:不同热解条件下,生物炭的产率为11.2%32.1%,生物炭的碳含量为60.9%77.3%,全氮含量为1.1%2.8%,C/N为23.571.6。随着热解温度的升高,生物炭的产率降低,400℃时为20.5%32.1%,500℃时为12
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
周振 黄丽 黄国棣 马海关 彭岗
为修复四川某垃圾填埋场周边镉（Cd）和锌（Zn）复合污染土壤，选用生物炭和海泡石2种钝化材料，研究不同复配比例（质量比分别为1∶1、1∶2、2∶1）、施加量（1%、3%）和钝化时间（45、90 d）对污染土壤中Cd和Zn的钝化效果，分析复配钝化剂施加前后对污染土壤中Cd和Zn有效性和形态分布的影响，并通过其稳定性指数（IR值）和移动性指数（MF值）探究土壤Cd和Zn稳定性和移动性的变化。结果显示，土壤中Cd和Zn的钝化效果随钝化培养时间和施加量的增加而显著升高，其中在钝化培养90 d,3%施加量下，生物炭与海泡石复配比例为2∶1时，对土壤中Cd和Zn的钝化效果最好，其钝化率分别为31.1%和23.1%。施加复配钝化剂培养后，土壤中Cd和Zn的弱酸提取态和可还原态占比降低，而可氧化态和残渣态占比上升。与对照相比，复配钝化剂的施加使土壤中Cd和Zn的稳定性增强，移动性减弱；其中在3%施加量下，生物炭与海泡石复配比例为2∶1时土壤中Cd的M_F值降低17.5%、I_R值升高9.0%，土壤中Zn的M_F值降低6.1%、I_R值升高18.7%。结果表明，添加3%的生物炭和海泡石混合物（质量比2∶1）对复合污染土壤中Cd和Zn的修复效果最佳。
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