污泥基生物炭对土壤有机质和氮素的固持效能

发布时间：2024-04-07 20:27

　　城市污泥是污水处理厂产生的一种生物质残渣,其成分复杂且产量巨大,因此以经济和环境可接受的方式处理城市污泥是当今社会面临的关键问题之一。热解工艺能够有效降解并稳定城市污泥中的毒害成分,并将城市污泥转化为养分含量高、土壤保肥能力强的污泥基生物炭,是目前较有发展潜力的一种污泥处理工艺。以城市污泥作为原料热解制备污泥基生物炭,探究热解终温、升温速率和反应时间等热解工艺参数对污泥基生物炭的孔隙结构、微观形貌和阳离子交换量的影响,并以阳离子交换量为目标,确定适宜的作为土壤改良剂的污泥基生物炭的热解工艺参数;采用潜在生态风险指数法,确定污泥基生物炭施用于土壤中的重金属潜在生态风险;通过探究污泥基生物炭的施加对土壤中有机质和氮素流失途径(挥发和淋失)的影响,考察施炭土壤对有机质和氮素的固持效能,一是通过炭土混合培养实验,探究污泥基生物炭的施加对土壤氮素挥发的影响,二是通过室内土柱模拟淋溶实验,探究污泥基生物炭的施加对土壤有机质和氮素淋失的影响;采用盆栽试验的方法探究污泥基生物炭的施用对黑麦草发芽率、平均产量等植物生长情况的影响,结合16S r RNA测序技术和生物信息学分析,探究污泥基生物炭对黑麦草根...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 污泥处理处置技术现状
        1.2.2 污泥热解现状
        1.2.3 生物炭对土壤氮素的影响
    1.3 研究目标、研究内容和拟解决关键问题
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 拟解决的关键问题
    1.4 可行性分析和技术路线
        1.4.1 可行性分析
        1.4.2 技术路线
第二章 污泥基生物炭的制备与表征
    2.1 实验试剂、仪器与材料
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验材料
    2.2 实验方法
        2.2.1 污泥基生物炭的制备
        2.2.2 污泥基生物炭基本理化性质
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 热解终温对热解产物特性的影响
        2.3.2 升温速率对热解产物性质的影响
        2.3.3 反应时间对热解产物性质的影响
    2.4 本章小结
第三章 污泥基生物炭的重金属潜在生态风险评价
    3.1 实验试剂、仪器与材料
        3.1.1 实验试剂
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 实验材料
    3.2 实验方法
        3.2.1 重金属测定与分析方法
        3.2.2 重金属潜在生态风险评价方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 重金属总量和形态分析
        3.3.2 污泥基生物炭中重金属的潜在生态风险评价
    3.4 本章小结
第四章 污泥基生物炭对土壤氮素挥发的影响
    4.1 实验试剂、仪器与材料
        4.1.1 实验试剂
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 实验材料
    4.2 实验方法
        4.2.1 土样及污泥基生物炭理化性质的测定
        4.2.2 污泥基生物炭与土壤的混合实验
        4.2.3 土壤菌群扩增子测序
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 污泥基生物炭对土壤中氨氮硝态氮含量的影响
        4.3.2 污泥基生物炭对亚硝酸细菌和反硝化细菌数量的影响
        4.3.3 污泥基生物炭对土壤微生物群落的影响
        4.3.4 施加污泥基生物炭对土壤氮素挥发的影响
    4.4 本章小结
第五章 污泥基生物炭对土壤有机质和氮素淋失的影响
    5.1 实验试剂、仪器与材料
        5.1.1 实验试剂
        5.1.2 实验仪器
        5.1.3 实验材料
    5.2 实验方法
        5.2.1 室内土柱模拟淋溶试验
        5.2.2 淋溶液常规理化性质的测定
        5.2.3 溶解性有机质组分测定
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 污泥基生物炭对土壤淋溶液体积的影响
        5.3.2 污泥基生物炭对土壤有机质淋失的影响
        5.3.3 污泥基生物炭对土壤淋溶液中氨氮累计淋失量的影响
        5.3.4 污泥基生物炭对土壤淋溶液中硝态氮累计淋失量的影响
    5.4 本章小结
第六章 污泥基生物炭对黑麦草生长及其根系土壤微生物种群多样性的影响
    6.1 实验试剂、仪器与材料
        6.1.1 实验试剂
        6.1.2 实验仪器
        6.1.3 实验材料
    6.2 实验方法
        6.2.1 黑麦草盆栽试验设计
        6.2.2 黑麦草根系土壤细菌群落结构变化
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 污泥基生物炭对黑麦草生长情况影响
        6.3.2 污泥基生物炭对黑麦草根系土壤细菌群落结构变化的影响
    6.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢



本文编号：3947926