有机物料改性处理对酸化黑土中Cu钝化效果及土壤性质影响研究

发布时间：2020-06-21 05:15

【摘要】：由于化学肥料不合理使用、化工厂污水排放不达标、自然沉降酸雨等原因,我国土壤酸化污染情况显著,严重影响了农作物产量与品质,此外,酸化会使土壤中重金属的活性升高,促使农作物吸收累积更多的重金属。因此,酸化土壤的重金属污染急需治理。有研究表明:有机物料具有较发达的孔隙结构、特殊的表面官能团和负电荷,能够改善土壤理化性状,并且对金属离子也有较强的吸附和固定能力,使其在土壤中的可移动性和生物有效性降低,减轻重金属污染土壤的作用,从而修复重金属对作物的生物毒性作用。目前,研究主要集中以有机物料为原料制备生物炭上,与改性处理相比生物炭存在能耗大、造价高等缺点。有机物料本身的钝化效果一般,然而通过改性处理可以明显提高有机物料的钝化效果。因此,本研究以化工厂厂区内Cu污染酸化黑土为研究对象,以木屑、玉米秸秆、油菜秸秆为原材料,制备改性处理有机物料。并通过室内培养试验,探讨其对Cu污染酸化黑土的钝化效应以及改善土壤环境作用。主要研究成果如下:(1)根据有机物料的改性试验可知:浸泡法、浸泡加热法均提高了有机物料的纤维素含量,浸泡加热法改性有机物料的纤维素提高量约是浸泡法的2倍,三种浸渍液中NaOH效果最佳;SEM结果显示:NaOH浸泡法(碱浸泡法)改性处理有机物料的表面结构变化不明显,而NaOH浸泡加热法(碱热法)改性有机物料的最大孔径达到46.15μm,平均孔径约为改性前的3倍。综上,有机物料的改性方法选用碱热法。(2)根据有机物料腐解试验可知:有机物料的腐解率随着时间的延长而增大,有机物料在21 d前有机物料腐解速度很快,其腐解率达到添加量的35%左右,继续延长培养时间,腐解率上升不明显。当有机物料的投加量为5%,钝化培养21 d时对重金属的钝化效果最佳。在此基础上,有机物料和碱热法改性处理有机物料对有效态Cu含量影响试验结果表明:与有机物料相比,碱热法改性木屑、玉米秸秆、油菜秸秆对Cu的钝化效果较好,其中碱热法改性木屑的钝化效果最佳,最高钝化率达到33.01%。(3)通过室内恒温(25℃)培养试验,研究了木屑和碱热法改性木屑对土壤总孔隙度、有机质含量和pH值的影响。研究结果表明:与对照(CK)相比,木屑和碱热法改性木屑均能提高土壤总孔隙度、有机质含量和pH值,且都随添加量的增加而增加;添加不同比例的木屑和碱热法改性木屑,对土壤总孔隙度和pH值影响不显著,而对土壤有机质含量有显著影响,当碱热法改性木屑的添加比例为10%时,有机质含量提高了45.8%。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53
【图文】：

有机物料,浸泡法,纤维素含量,半纤维素

图 2-3 浸泡法处理对有机物料中纤维素含量的影响Figure 2-3 Effect of immersion treatment on cellulose content图 2-4 浸泡法处理对有机物料中半纤维素含量的影响Figure 2-4 Effect of immersion heating on hemicellulose content

有机物料,浸泡法,纤维素,纤维素结构

12图 2-5 浸泡法处理对有机物料中木质素含量的影响Figure 2-5 Effect of immersion treatment on lignin content生这种现象的原因是有机物料的纤维素经过强碱 NaOH 处理后，的纤维素结构活性变强，转变为相对活跃的纤维素，使得纤维素木质素中，由葡萄糖醛酸的羧基与结构单元侧链上的羟基结合的

【参考文献】