生物炭对汞污染土壤吸附钝化的影响

发布时间：2017-03-16 03:02

  本文关键词：生物炭对汞污染土壤吸附钝化的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现如今汞是一种全球性污染物,环境中汞污染的问题引起了世界各国学者的广泛关注,重金属汞能长期存在于土壤中,微物生物无法对其降解,然而通过技术手段减少土壤中的重金属含量需要大量的金钱、人力、物力。生物炭是一种来源广泛的有机物之一,其主要是生物在氧气不足或隔绝氧气的环境中,通过高温分解过程而形成,生物炭具有优良的化学性能。通过一定的方式向降低重金属在农田等农业土壤中的含量,不断弱化重金属物质对于动植物的危害、环境的影响作用。生物炭官能团丰富、吸附力强、表面积大、表面离子可以实现交换和反应,可以实现固定土壤中重金属,改善土壤条件,减少植物对重金属的吸收等,它的应用将为原位固定与修复重金属污染土壤开辟一条具有潜力的新途径。本文以黑土为研究对象进行盆栽实验,施入不同梯度生物炭以及Hg Cl2,探究生物炭影响下,土壤以及植物中汞、甲基汞及各形态汞的变化趋势,具体研究结果如下:(1)汞污染土壤施用生物炭之后,可显著提高土壤p H值,在本实验中生物炭添加量为7%时,pH值最高为8.17,与对照CK(6.79)相比,p H提高了1.38个单位,显著高于其他处理。(2)在汞污染土壤中施入生物炭后,土壤中汞的总量明显增多,以添加6mg/kg的Hg Cl2为例,当添加7%生物炭时,土壤中总汞的含量同不添加生物炭相比,上涨了35%,生物炭把污染物汞钝化在土壤中并转化为不易被植物所吸收的惰性形态。(3)在土壤汞的各个形态中,残渣汞铁锰氧化结合汞有机质结合态汞碳酸盐结合态汞水溶态及交换汞,生物炭作为新型的土壤改良剂使汞由较易被植物吸收利用的活性水溶态向不易被植物吸收的惰性残渣态和强有机结合态转变,对于重金属污染的土壤修复具有重要的应用潜力。(4)生物炭施入的多少影响了土壤中甲基汞的含量的变化,以添加6mg/kg的Hg Cl2为例,当添加7%生物炭时土壤中的甲基汞含量同不添加生物炭的相比下降了20.9%,甲基汞会随着生物炭施入量增加而减少,并且生物炭施入比例越大,土壤中甲基汞上升的比例就越大越小。(5)生物炭的多少会影响淋溶液中汞的多少。以添加6mg/kg的Hg Cl2为例,当添加7%生物炭时,土壤淋溶液含量同不添加生物炭的相比下降了46.1%,淋溶液中汞会随生物炭施入量的增加而降低,而随着施入生物炭比例的增高,淋溶液中Hg含量下降的比例增高。(6)供试蔬菜中根系中重金属汞含量约为叶中重金属含量的2.3倍,叶与根中的汞随生物炭施入量的增加而减少,生物炭施入量越多,植物中汞含量减少的比例就越大。生物炭的施入会固定土壤中活性强的形态使其转化为惰性形态,以此减少了植物对土壤中汞的吸收。以添加6mg/kg的Hg Cl2为例,添加7%生物炭时,土壤中的总汞含量比不添加生物炭的含量上升了22.25%,植物中总汞含量比不添加生物炭含量下降了9.5%,淋溶液中汞的含量比不添加生物炭含量下降了10%。生物炭施入受汞污染土壤中后,固定了土壤中容易被吸收的化学形态,转化为不易被吸收的惰性形态从而使土壤中汞的含量增高,淋溶液和植物中汞的含量减少,说明生物炭可以将汞固化在土壤中,从而降低其生物有效性,使得植物吸收较少量的汞,降低土壤毒性。说明生物炭的施用具有修复和改良汞污染土壤的特征。
【关键词】：生物炭 土壤 汞污染 钝化修复
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要8-10
• 英文摘要10-12
• 1 前言12-27
• 1.1 研究意义与目的12-13
• 1.2 国内外研究动态13-25
• 1.2.1 重金属危害污染现状13-19
• 1.2.2 生物炭19-25
• 1.3 研究内容和技术路线25-27
• 1.3.1 研究的主要内容25-26
• 1.3.2 技术路线26-27
• 2 试验方法27-31
• 2.1 供试材料27
• 2.1.1 供试土壤27
• 2.1.2 供试生物炭的基础理化性质27
• 2.2 实验设计与方法27-30
• 2.2.1 实验设计27-28
• 2.2.2 研究方法28-30
• 2.3 数据处理和分析30-31
• 3 结果与分析31-46
• 3.1 生物炭添加对土壤p H值的影响31
• 3.2 生物炭对土壤中的总汞的影响31-32
• 3.3 生物炭对土壤中汞的各个形态的影响32-38
• 3.3.1 生物炭对土壤中汞的残渣态的影响33-34
• 3.3.2 生物炭对土壤中汞的铁锰氧化态的影响34-35
• 3.3.3 生物炭对土壤中汞的有机质结合态的影响35-36
• 3.3.4 生物炭对土壤中汞的碳酸盐结合态的影响36-37
• 3.3.5 生物炭对土壤中汞的水溶态及离子交换态的影响37-38
• 3.4 生物炭对土壤中的甲基汞的影响38-39
• 3.5 生物炭对土壤淋溶液的影响39-40
• 3.6 生物炭对植物体中汞含量的影响40-42
• 3.6.1 生物炭对植物体中汞含量的影响40-41
• 3.6.2 生物炭对植物中根部与叶重金属含量关系的影响41-42
• 3.7 生物炭对重金属汞在植物-土壤中迁移的影响42-46
• 4 讨论46-49
• 4.1 施入不同梯度生物炭对土壤pH及淋溶液的影响46
• 4.2 施入不同梯度生物炭对土壤总汞及土壤中汞各形态的影响46-47
• 4.3 施入不同梯度生物炭对土壤甲基汞含量的影响47-48
• 4.4 施入不同梯度生物炭对植物中汞含量的影响48
• 4.5 施入不同梯度生物炭对金属汞在植物-土壤中迁移的影响48-49
• 5 结论49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-60
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文60

  本文关键词：生物炭对汞污染土壤吸附钝化的影响，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：251251