4种原料制备的生物炭对土壤Zn、Cd形态及土壤酶活性的影响

发布时间：2017-08-04 17:29

  本文关键词：4种原料制备的生物炭对土壤Zn、Cd形态及土壤酶活性的影响

  更多相关文章： 生物炭 锌 镉 重金属形态 土壤酶活性

【摘要】：土壤金属污染不仅使农田肥力退化,农产品的产量和品质降低,并且通过食物链最终危及人体健康。生物炭是秸秆、动物粪便等农林废弃物不完全燃烧或无氧低温热解所产生的高含碳颗粒,具有巨大的比表面积,吸附能力超强,可应用于污染修复等过程。因此,加强生物炭对土壤重金属污染修复的研究,对恢复农田土壤健康生产能力,保障农产品安全和人体健康具有重要意义。本试验以苹果木、花生壳、玉米秸秆、小麦秸秆为原料制备的生物炭作为实验材料,均设0.1%、0.5%、1%、5%四个添加水平,同时以5%水平添加未碳化原料做对比,通过盆栽试验,研究生物炭对土壤Zn、Cd形态、小白菜吸收重金属Zn、Cd的影响和土壤酶活性的影响,旨在为生物炭修复土壤Zn、Cd污染方面提供理论依据。主要研究成果如下:(1)四种生物炭产率、灰分、pH受生物炭原料影响较大,产率:P-BCA-BCW-BCC-BC;灰分:C-BCW-BCA-BCP-BC。四种生物炭均为碱性,pH:C-BCW-BCP-BCA-BC。生物炭样品表面的刻蚀比较明显,细胞管状结构也发生变形,出现空隙、断裂、剥离。孔壁表面变得不光滑,出现一些孔洞结构。(2)四种生物炭的0.1%、0.5%、1%、5%四个添加水平作用下,土壤中Zn、Cd的残渣态均高于对照组,且生物炭添加量越大,重金属残渣态含量越高,固定效果越好。未碳化原料处理组的残渣态高于对照组的但低于5%生物炭处理组的,说明未碳化原料也有固定重金属的作用,但效果没有生物炭明显。四种生物炭在同一添加量下,土壤重金属残渣态含量差别不大,生物炭固定修复效果不受生物炭原料的影响。(3)四种生物炭的四个添加水平作用下,小白菜植株内重金属Zn、Cd的量均低于对照组的,且随着生物炭添加量的增多而降低。四种生物炭在同一添加量下,小白菜植株内重金属的量没有明显差异,说明小白菜吸收土壤Zn、Cd不受生物炭原料的影响。(4)四种生物炭的四个添加水平作用下,土壤酶(脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶)活性均高于对照组,脲酶、过氧化氢酶活性随着生物炭添加量的增加逐渐升高,蔗糖酶活性随着生物炭添加量的增加呈先升高后降低趋势,添加量1%时最高。但生物炭处理组的酶活性低于未碳化原料处理的。同一添加量作用下,A-BC、P-BC对土壤脲酶活性促进作用明显大于C-BC、W-BC;过氧化氢酶性活和蔗糖酶活性则不受生物炭原料的影响。
【关键词】：生物炭 锌 镉 重金属形态 土壤酶活性
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 符号说明4-7
• 中文摘要7-8
• Abstract8-10
• 1 引言10-24
• 1.1 土壤重金属污染研究进展10-17
• 1.1.2 土壤重金属污染的来源11-12
• 1.1.3 土壤重金属污染的危害12-13
• 1.1.4 土壤重金属污染修复技术13-16
• 1.1.5 土壤重金属原位钝化修复进展16-17
• 1.2 生物炭在环境领域应用研究进展17-21
• 1.2.1 生物炭的概念及性质17-18
• 1.2.2 生物炭对节能减排的应用进展18-19
• 1.2.3 生物炭修复土壤重金属研究19
• 1.2.4 生物炭对土壤作用19-21
• 1.3 本研究的目的和意义21-22
• 1.4 本研究的内容22-24
• 2 材料与方法24-30
• 2.1 供试材料24-25
• 2.1.1 试验材料24
• 2.1.2 仪器设备24-25
• 2.1.3 试验试剂25
• 2.2 试验方案25-30
• 2.2.1 生物炭制备25-26
• 2.2.2 Zn、Cd污染土壤制备方法26
• 2.2.3 试验设计26
• 2.2.4 测定指标及分析方法26-30
• 2.3 数据统计分析30
• 3 结果与分析30-44
• 3.1 生物炭主要性质30-33
• 3.1.1 生物炭产率及灰分30
• 3.1.2 生物炭的pH30-31
• 3.1.3 生物炭表面形态分析31-33
• 3.2 四种生物炭对土壤中Zn、Cd含量及形态的影响33-38
• 3.2.1 四种生物炭对土壤中Zn含量及形态的影响34-36
• 3.2.2 四种生物炭对土壤中Cd含量及形态的影响36-38
• 3.3 四种生物炭的添加对小白菜吸收Zn、Cd的影响38-39
• 3.4 四种生物炭对土壤酶活性的影响39-44
• 3.4.1 四种生物炭添加对土壤脲酶活性的影响39-41
• 3.4.2 四种生物炭添加对土壤过氧化氢酶活性的影响41-43
• 3.4.3 四种生物炭添加对土壤蔗糖酶活性的影响43-44
• 4 讨论44-49
• 4.1 生物炭主要性质44-45
• 4.2 四种生物炭添加对土壤Zn、Cd形态及小白菜吸收Zn、Cd的影响45-47
• 4.3 四种生物炭的添加对土壤酶活性的影响47-49
• 5 结论49-51
• 6 本研究创新之处与研究不足51-52
• 6.1 创新之处51
• 6.2 研究不足51-52
• 7 参考文献52-59
• 8 致谢59

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李力;刘娅;陆宇超;梁中耀;张鹏;孙红文;;生物炭的环境效应及其应用的研究进展[J];环境化学;2011年08期

2 杨放;李心清;王兵;程建中;;生物炭在农业增产和污染治理中的应用[J];地球与环境;2012年01期

3 张千丰;王光华;;生物炭理化性质及对土壤改良效果的研究进展[J];土壤与作物;2012年04期

4 陆海楠;胡学玉;刘红伟;;不同裂解条件对生物炭稳定性的影响[J];环境科学与技术;2013年08期

5 张晗芝;黄云;刘钢;许燕萍;刘金山;卑其诚;蔺兴武;朱建国;谢祖彬;;生物炭对玉米苗期生长、养分吸收及土壤化学性状的影响[J];生态环境学报;2010年11期

6 李飞跃;梁媛;汪建飞;赵玲;;生物炭固碳减排作用的研究进展[J];核农学报;2013年05期

7 孟军;陈温福;;中国生物炭研究及其产业发展趋势[J];沈阳农业大学学报(社会科学版);2013年01期

8 郭文娟;梁学峰;林大松;徐应明;王林;孙约兵;秦旭;;土壤重金属钝化修复剂生物炭对镉的吸附特性研究[J];环境科学;2013年09期

9 关连珠;周景景;张昀;张广才;张金海;禅忠祥;;不同来源生物炭对砷在土壤中吸附与解吸的影响[J];应用生态学报;2013年10期

10 王晓佩;薛英文;程晓如;刘芸;;生物炭吸附去除重金属研究综述[J];中国农村水利水电;2013年12期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 沈国清;;生物炭影响土壤生态系统功能的生物学机制[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

2 杨丹;刘限;刘鸣达;张玉龙;;生物炭对农业可持续发展和环境改良作用的研究进展[A];发展低碳农业 应对气候变化——低碳农业研讨会论文集[C];2010年

3 黄苹;潘波;焦杏春;;滇池底泥制备的生物炭对菲的吸附-解吸[A];持久性有机污染物论坛2011暨第六届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2011年

4 戴中民;刘杏梅;吴建军;汪海珍;徐建明;;用于改良酸性土壤的生物炭基本性质的表征[A];面向未来的土壤科学（上册）——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年

5 闫智培;李十中;;生物质热解生产生物炭研究进展[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年

6 陆海楠;胡学玉;陈威;;生物炭添加对土壤CO_2排放的影响[A];农业环境与生态安全——第五届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2013年

7 孟静静;刘静宇;黄少鹏;;低碳经济下的生物炭研究[A];低碳陕西学术研讨会论文集[C];2010年

8 王震宇;郑浩;李锋民;;湿地植物芦竹生物炭的制备及特性表征研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年

9 陈再明;陈宝梁;;不同裂解温度制备的松木屑生物炭对萘的吸附动力学行为[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

10 李程;李小平;;生物炭对滩涂盐碱土中黑麦草生长的影响初步研究[A];2014中国环境科学学会学术年会（第十二章）[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前8条

1 本报记者 刘霞;生物炭能否给地球降降温？[N];科技日报;2009年

2 记者 王靖tD;把生物炭还给农田[N];沈阳日报;2012年

3 白云水;唐山农民发明秸秆提取生物炭新技术[N];江苏科技报;2009年

4 本报记者 张晔;生物炭能让土壤更肥沃吗？[N];科技日报;2013年

5 记者 耿建扩　通讯员 常云亮 王小胜;农民王有权将秸秆变成“香饽饽”提取生物炭和焦油新技术获国家专利[N];光明日报;2009年

6 记者 班玮;二氧化碳变害为宝的新妙招[N];新华每日电讯;2010年

7 罗冰;生物炭渐火 农林废弃物就地一“焖”变成宝[N];粮油市场报;2011年

8 本报记者 郝晓明;为子孙留一片沃土蓝天[N];科技日报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 鄂洋;生物炭表面有机小分子及其活性研究[D];沈阳农业大学;2015年

2 张杰;秸秆、木质素及生物炭对土壤有机碳氮和微生物多样性的影响[D];中国农业科学院;2015年

3 孙大荃;生物炭碳源驱动土壤微生物区系代谢作用研究[D];沈阳农业大学;2015年

4 吴洁;不同秸秆还田方式与秸秆生物炭施用对农田温室气体排放和土壤固碳的影响[D];南京农业大学;2014年

5 谢淘;生物炭的特性分析及其在黄水资源化中的应用[D];清华大学;2015年

6 刘宁;生物炭的理化性质及其在农业中应用的基础研究[D];沈阳农业大学;2014年

7 NGUYEN THI HUONG;生物质炭对西北地区土壤质量及作物产量的影响[D];西北农林科技大学;2016年

8 江琳琳;生物炭对土壤微生物多样性和群落结构的影响[D];沈阳农业大学;2016年

9 程效义;生物炭还田对棕壤氮素利用及玉米生长的影响[D];沈阳农业大学;2016年

10 宗海英;花生壳生物炭对中国北方酸化土壤硝化过程的作用机制研究[D];中国海洋大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李靖;不同源生物炭的理化性质及其对双酚A和磺胺甲VA唑的吸附[D];昆明理工大学;2013年

2 李昌见;生物炭对砂壤土理化性质及番茄生长性状的影响及其关键应用技术研究[D];内蒙古农业大学;2015年

3 梁桓;影响生物炭基氮肥氮素释放因素的研究[D];内蒙古农业大学;2015年

4 武玉;生物炭对土壤中磷的形态转化以及有效性的影响[D];中国科学院烟台海岸带研究所;2015年

5 李阳;生物炭输入对纳帕海青稞生长与土壤微生物生态学特征的影响[D];昆明理工大学;2015年

6 邱志腾;生物炭对红壤的降酸效果与毛豆生长的影响[D];浙江大学;2015年

7 吴晶;生物炭精控制备方法的研究[D];沈阳农业大学;2015年

8 盖霞普;生物炭对土壤氮素固持转化影响的模拟研究[D];中国农业科学院;2015年

9 王丽丽;不同生物炭对铅锌矿尾矿重金属污染土壤修复效果的研究[D];浙江大学;2015年

10 于志红;锰氧化物—生物炭复合材料对砷的生物有效性的影响[D];中国农业科学院;2015年

，

本文编号：620860