稻壳生物炭对重金属镉的吸附特性及对镉污染土壤的修复效应

发布时间：2017-12-11 23:30

  本文关键词：稻壳生物炭对重金属镉的吸附特性及对镉污染土壤的修复效应

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【摘要】：本试验以稻壳生物炭为研究对象,通过批量吸附试验,测定不同条件下生物炭对Cd2+的吸附量,运用等温吸附模型、热力学模型、动力学模型对吸附结果进行拟合及表征,并比较吸附前后稻壳生物炭表面官能团、矿物组分和表面形貌特征的变化,揭示其吸附重金属镉的主要机制。通过土壤培养试验及盆栽试验,测定不同形态重金属Cd含量、土壤pH、有机质含量和表面电荷的变化及不同时期油菜地上部分、地下部分及亚细胞中的Cd含量,计算其根富集系数及地上部分转运系数,探讨稻壳生物炭对土壤重金属Cd赋存形态的影响及生物炭的施用对油菜吸收Cd的影响。主要结论如下:(1)稻壳生物炭吸附Cd2+类型更符合Freundlich等温吸附模型,主要为不均匀的多层吸附,且吸附过程属于低温自发进行的放热反应,相对于35℃和45℃,25℃条件下更有利于吸附反应的进行;准二级动力学方程能更好的反映出稻壳生物炭与Cd2+之间多重吸附机制的复合效应;稻壳生物炭主要利用表面的活性基团、含氧官能团、碱金属盐类等通过静电引力、离子交换等作用吸附Cd2+。(2)土壤培养试验及盆栽试验结果表明,随生物炭施用量的增加,活性较强的交换态Cd的含量显著降低,而活性较弱的有机结合态和残渣态Cd的含量显著增加(P0.05)。生物炭施用量的增加显著提高了土壤pH、有机质含量及表面可变电荷量,可交换态Cd与土壤pH存在极显著负相关关系(P0.01),铁锰氧化物结合态Cd与土壤pH存在显著负相关关系(P0.05),有机结合态Cd和残渣态Cd与土壤pH存在极显著正相关关系(P0.01)。(3)与对照相比,不同生物炭施用量(1%、3%和5%)处理的油菜地上部分Cd含量分别降低了 18.86%、64.22%、68.40%,地下部分的Cd含量分别降低了11.03%、57.93%、60.62%。油菜细胞壁中的Cd含量随生物炭施用量的增加而增加,而细胞可溶组分和细胞器中的Cd含量随生物炭施用量的增加而降低。油菜全生育期根富集系数减小值在0.01～1.26范围内,地上部分转运系数减小值在0.22～0.32范围内,其中以生物炭施加量为5%的处理效果最佳。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X53

【参考文献】

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本文编号：1280365