生物炭对铅、锌污染土壤的修复作用

发布时间：2018-08-31 14:22

【摘要】：目前,土壤重金属污染的有效经济治理是环境污染修复研究中的重中之重。生物炭的孔隙结构及表面官能团、高稳定性等特点,使其具备吸附固定重金属的能力,在治理重金属污染土壤方面具有巨大潜力。本文以玉米秸秆、花生壳为原料在300、500、700℃制备生物炭与市售银杉木炭一起作为研究用生物炭,并对其理化性质进行基本的表征。进行生物炭吸附试验,测定生物炭对铅、锌的吸附能力并选出合适的生物炭作为以后研究用材料。通过铅、锌污染土壤上进行的淹水培养试验和淋溶试验,研究生物炭对铅、锌的形态分布及淋溶毒性的影响规律,分析生物炭固定重金属机理。最后,进行大豆盆栽实验,研究生物炭对作物重金属毒害的治理作用。主要得到以下结论:(1)生物炭的性质与原材料和热解温度相关。随热解温度的升高,生物炭产率下降,pH值和灰分含量升高,比表面积增大,表面官能团减少。相同热解温度制备的生物炭,花生壳生物炭产率大于玉米秸秆炭产率,而灰分含量则小于相应温度下玉米秸秆炭的灰分含量。各生物炭pH值呈碱性,具有大量孔隙、表面积巨大,均含有羟基、羧基、芳香官能团结构。(3)各生物炭对铅、锌均有较强的吸附能力,且对Pb(II)的最大吸附量远大于其对Zn(II)的最大吸附量;溶液pH值显著影响生物炭对Pb(II)、Zn(II)的吸附。对Pb(II)和Zn(II)的吸附较佳pH值分别为5.0和6.0;总体来说,较高温条件下制备的生物炭对Pb(II)、Zn(II)的吸附能力更强。不同生物炭对Pb(II)的吸附能力有明显差异,表现为:花生壳生物炭玉米秸秆炭银杉木炭,而对Zn(II)的吸附力差异不明显。(3)以1%、3%、5%的生物炭添加量进行淹水培养试验,试验结果表明,生物炭能提高土壤pH值和有机质含量,且随生物炭添加量的增加而增加;生物炭通过改变土壤中Pb、Zn的形态分布,从而降低其生物活性,且随生物炭添加量的增加其降低幅度增加;在花生壳生物炭、玉米秸秆炭与银杉木炭中,玉米秸秆炭对铅污染土壤的修复效果最好,而花生壳生物炭对锌污染土壤的修复效果最佳;二次水淋溶和模拟酸雨淋溶试验表明,生物炭能有效地固定土壤中的Pb、Zn,减少淋失率。(4)在铅污染土壤中,添加3%的玉米秸秆炭与银杉木炭进行短期盆栽试验表明:生物炭能促进大豆的生长,具体为增加大豆植株的重量,根茎长和叶绿素含量;大豆根、茎叶对铅的富集吸收与对照比降低,表明生物炭可降低铅对作物的危害。生物炭可降低土壤中有效铅含量。增加pH值和有机质含量比。在玉米秸秆炭与银杉木炭中,玉米秸秆炭对土壤铅的固定效果为佳。
[Abstract]:At present, the effective economic treatment of soil heavy metal pollution is the most important in the research of environmental pollution remediation. The pore structure, surface functional groups and high stability of biochar have the ability to adsorb and immobilize heavy metals, and have great potential in the treatment of heavy metal contaminated soil. In this paper, biochar was prepared from corn straw and peanut shell at 300500700 鈩，

本文编号：2215253