生物炭对水稻田土壤中镉的减量化研究

发布时间：2023-04-02 12:03

　　我国农田土壤Cd污染形势十分严峻,全国共有11个省25个地区的农田土壤受到不同程度的Cd污染,严重影响农田土壤的可持续利用和粮食种植安全。本文研究了生物炭对Cd污染稻田土壤的减量工艺和去除机制。首先借助淋洗剂将土壤中部分Cd淋洗到溶液中,然后利用生物炭吸附溶解态Cd²⁺和颗粒态Cd,再对生物炭进行回收,实现水稻土壤中Cd的减量,主要研究内容和结论如下:(1)分析了供试稻田土壤的理化性质。供试土壤p H为5.04,呈弱酸性,黏粒、粉粒和砂粒的含量分别为25.4、22.8和51.8%,为砂质黏壤土,土壤固相骨架较为松散,土壤总体肥力水平一般,保肥能力相对较弱。试供土壤的总Cd含量为0.95 mg kg^-1,有效态Cd的含量为0.38 mg kg^-1,其中黏粒、粉粒和砂粒中富集的Cd为总量的40.5、30.3和29.2%,说明试供土壤中Cd主要富集在黏粒上。(2)对比分析了羟基磷灰石生物炭(HBC)和原始生物炭(BC)的一系列理化性质。HBC对Cd²⁺的饱和吸附量为41.8 mg g^-1

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 土壤镉减量研究现状
    1.3 生物炭在土壤修复领域的研究现状
        1.3.1 生物炭对土壤中镉的吸附研究
        1.3.2 生物炭对土壤颗粒的吸附研究
        1.3.3 生物炭对土壤的改良作用
    1.4 本文的主要研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 研究路线
2 供试稻田土壤的性质分析
    2.1 实验材料与方法
        2.1.1 实验材料与仪器设备
        2.1.2 实验与表征方法
    2.2 土壤理化性质
        2.2.1 常规理化性质
        2.2.2 土壤肥力指标
        2.2.3 重金属总量
        2.2.4 镉的含量分布
    2.3 本章小结
3 生物炭的制备和理化性质
    3.1 实验材料与方法
        3.1.1 实验材料与仪器设备
        3.1.2 实验与表征方法
    3.2 生物炭的制备
    3.3 生物炭的理化性质
        3.3.1 饱和吸附量
        3.3.2 产率与灰分
        3.3.3 pH和 Zeta电位
        3.3.4 元素含量
        3.3.5 比表面积和孔径
        3.3.6 表面官能团
        3.3.7 表面晶体结构
        3.3.8 表面形貌及成分
    3.4 本章小结
4 生物炭对土壤中镉的减量效果和机制研究
    4.1 实验材料与方法
        4.1.1 实验仪器设备与装置
        4.1.2 实验方法
    4.2 生物炭对土壤中镉的减量工艺优化
        4.2.1 淋洗剂对镉减量效果的影响
        4.2.2 生物炭投加量对镉减量效果的影响
        4.2.3 液固比对镉减量效果的影响
        4.2.4 反应时间对镉减量效果的影响
        4.2.5 最优工艺参数
    4.3 生物炭对土壤中镉的减量机制研究
        4.3.1 对不同形态镉去除的研究
        4.3.2 对镉的不同去除途径研究
        4.3.3 对镉的去除机制研究
    4.4 生物炭对土壤性质的影响
    4.5 本章小结
5 土壤中镉的减量化处理中试研究
    5.1 中试背景
    5.2 中试实施方案
        5.2.1 中试场地设计
        5.2.2 中试工艺流程
        5.2.3 样品的采集
    5.3 中试结果分析
        5.3.1 生物炭修复对土壤Cd减量化的影响
        5.3.2 生物炭修复对土壤理化性质的影响
    5.4 实际工程建议
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表论文、获得专利和奖励



本文编号：3779190