生物炭对链霉素和镉的吸附及其对污染土壤呼吸和酶活性的影响

发布时间：2018-07-16 10:01

【摘要】：近年来,抗生素和重金属污染受到广泛关注。而生物炭因其特殊的表面结构和较强的吸附性能而应用到土壤修复领域。本论文以内蒙古牧区废弃物玉米秸秆和牛粪为碳源制备了生物炭,以兽药链霉素(STR)和重金属镉为目标污染物,从复合污染的角度研究了目标污染物在生物炭上的吸附行为,并将生物炭添加到重金属污染的土壤中考察其对土壤酶活性和呼吸强度的影响。对生物炭应用于抗生素及重金属污染土壤的修复具有一定的理论及实践意义。(1)用玉米秸秆和牛粪采用自然燃烧和高温热解的方式制备生物炭,并对其进行表征,自然燃烧的生物炭具有较多的表面官能团和较高矿物质含量,而高温热解的生物炭,具有较强的芳香性、较大的比表面积和孔隙结构。(2)所制备生物炭对STR与Cd呈现不同吸附规律,高温热解的生物炭对STR吸附较强,牛粪生物炭优于玉米秸秆生物炭,而自然燃烧生物炭对Cd吸附较强,且玉米秸秆生物炭强于牛粪生物炭。环境pH会影响生物炭对STR和Cd的吸附。生物炭对重金属Cd的吸附机理主要以离子交换和矿物质沉淀为主,而对STR的吸附机理主要是以孔填充吸附和 π-π 作用为主。(3)STR和Cd复合污染时,Cd的存在促进生物炭对STR吸附,可能是复合后生物炭与Cd和STR形成三元配合物:生物炭-O-Cd-STR,Cd在STR吸附的过程中起到桥键作用,但是由于空间位阻效应导致Cd难以吸附到生物炭,所以STR的存在降低了 Cd的吸附。(4)STR对土壤呼吸和酶活性有不同程度的影响,在实验周期内对土壤呼吸、脲酶和过氧化氢酶产生抑制作用,而对蔗糖酶呈现激活作用。重金属存在下,两者的联合毒性与其浓度水平相关,并对STR-Cu联合毒性效应进行了评估。(5)土壤中添加生物碳后,生物炭对Cd污染土壤的呼吸强度和酶活性具有一定的改善作用,而这种修复作用与生物炭的添加量、土壤类型、土壤pH有关。土壤有机质会促进生物炭对土壤酶活性和呼吸强度的激活作用。
[Abstract]:In recent years, the contamination of antibiotics and heavy metals has received extensive attention. Biochar is applied to soil remediation because of its special surface structure and strong adsorption property. The effects of biochar on soil enzyme activity and respiratory intensity were investigated. And corn straw biochar is stronger than cow dung biochar. Environmental pH will affect the adsorption of STR and CD by biochar. The remediation is related to the amount of biochar, the type of soil and the pH of soil. Soil organic matter can promote the activation of soil enzyme activity and respiration intensity by biochar.
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X53;O647.3

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本文编号：2126036