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不同改性生物炭对农田土壤理化性质及铅、镉钝化的影响机制研究 被引量：10
1
作者 毛欣宇 翟森茂 +2 位作者 姜小三 孙晶晶 于怀志 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期113-121,139,共10页
改性生物炭是良好的重金属钝化剂。但针对不同生物炭,联合多种方法进行改性后生物炭的吸附性能尚待深入研究,其对土壤理化性质和重金属铅(Pb)、镉(Cd)长期钝化效果的影响也有待研究。选取水稻秸秆、木屑和椰壳为生物炭材,经硝酸-高锰酸... 改性生物炭是良好的重金属钝化剂。但针对不同生物炭,联合多种方法进行改性后生物炭的吸附性能尚待深入研究,其对土壤理化性质和重金属铅(Pb)、镉(Cd)长期钝化效果的影响也有待研究。选取水稻秸秆、木屑和椰壳为生物炭材,经硝酸-高锰酸钾联合改性后进行表征,明确改性前后生物炭理化性质。开展室内培养实验,将改性生物炭按质量比为2.5%、5%和10%加入受试土壤,培养6个月后,测定土壤理化性质、Pb、Cd形态分布及钝化效率,探讨改性生物炭钝化土壤Pb、Cd的作用机制。结果表明:改性后,不同生物炭的比表面积、孔隙结构和含氧官能团数量均得到不同程度的改善,重金属吸附性能有效增强,以改性椰壳炭最为显著。添加改性生物炭能提高土壤pH并改善土壤结构,当其用量>5%时,土壤阳离子交换量和有机质含量分别提高了15.89 g/kg和5.28 cmol/kg,土壤自身对养分及重金属的固定能力得到了显著提升。改性生物炭-土壤体系主要通过离子交换、络合反应和共沉淀反应等促使土壤有效态Pb、Cd向其潜在活化形态和残渣态转化,转化程度与钝化培养时间和改性生物炭用量呈正相关。受元素特性和竞争吸附作用的影响,土壤Pb^(2+)可被优先吸附,并在2个月内逐渐达到吸附平衡。改性椰壳炭对土壤Pb(1000 mg/kg)、Cd(10 mg/kg)的钝化效果最佳,当用量为10%时,钝化率最高分别可达到59.72%和36.37%。此外,钝化培养过程中,生物炭“老化作用”促使土壤阳离子交换量和有机质含量持续升高,土壤Pb、Cd生物有效性不断降低,且无二次释放风险。相关研究结果表明:添加改性生物炭能改善土壤结构、提升土壤地力并能长期有效地固定土壤Pb、Cd,可在重金属污染土壤的修复中大面积推广应用。 展开更多
关键词 改性生物炭 铅 镉 土壤理化性质 钝化
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增施磷石膏对苏北地区轻度盐碱土改良及小白菜生长的影响 被引量：4
2
作者 毛久庚 毛欣宇 +2 位作者 杨华金 刘光成 翟森茂 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期699-706,共8页
为探明苏北地区盐碱土种植蔬菜时磷石膏的最适施用量,本研究以江苏省盐城市大丰区轻度盐碱土为供试土壤,小白菜为供试品种,采用云天化集团有限责任公司提供的磷石膏,设置4个施用量(0 g/kg、10 g/kg、20 g/kg、30 g/kg)进行盆栽试验,探... 为探明苏北地区盐碱土种植蔬菜时磷石膏的最适施用量,本研究以江苏省盐城市大丰区轻度盐碱土为供试土壤,小白菜为供试品种,采用云天化集团有限责任公司提供的磷石膏,设置4个施用量(0 g/kg、10 g/kg、20 g/kg、30 g/kg)进行盆栽试验,探究不同施用量的磷石膏对盐碱土化学性质及小白菜生长的影响。结果表明:在盐碱土中增施磷石膏,可以调节盐碱土的化学性质。随着磷石膏施用量的增加,土壤pH值逐渐降低,有机质、碱解氮含量总体呈增加趋势,但较对照差异并不显著;速效磷含量较对照极显著提高;土壤电导率、含盐量也逐渐提高。适宜的磷石膏施用量利于盐碱土改良,过高的磷石膏施用量会加重盐害。在盐碱土中适量增施磷石膏,能促进小白菜生长,提高其生物量。在磷石膏低施用量(10 g/kg)处理中,小白菜发芽率、株高、叶片数、叶面积、叶绿素含量、根长、根系活力、生物量等各项指标均最优,随着磷石膏施用量的继续增加(20 g/kg、30 g/kg),小白菜的发芽率降低,生长受到抑制,施用量越高,抑制作用越明显。在本研究中,磷石膏施用量以10 g/kg为佳,田间施用量可确定在7500~11250 kg/hm^(2)范围内,具体施用量还需结合田间试验进一步验证。 展开更多
关键词 盐碱土 磷石膏 土壤性质 小白菜生长
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黄孢原毛平革菌联合生物炭对鸡粪好氧堆肥木质素降解和腐熟度的影响 被引量：3
3
作者 翟森茂 毛欣宇 +3 位作者 陈星 匡伟 王润之 邵孝候 《江苏农业科学》 北大核心 2023年第7期227-235,共9页
为确定生物炭与黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)联合添加对堆肥腐殖化进程的促进作用,以新鲜鸡粪和稻壳为堆肥原料,黄孢原毛平革菌为接种菌剂,玉米秸秆生物炭为添加剂开展好氧堆肥研究,设置1个空白对照(CK)和T1(生物炭)、... 为确定生物炭与黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)联合添加对堆肥腐殖化进程的促进作用,以新鲜鸡粪和稻壳为堆肥原料,黄孢原毛平革菌为接种菌剂,玉米秸秆生物炭为添加剂开展好氧堆肥研究,设置1个空白对照(CK)和T1(生物炭)、T2(黄孢原毛平革菌)、T3(生物炭+黄孢原毛平革菌)3个处理,探究生物炭与黄孢原毛平革菌的联合添加对堆体木质素降解和腐熟度的影响。结果表明,生物炭与黄孢原毛平革菌联合作用下,堆体的种子发芽指数(111.40%)和总有机碳降解率(40.41%)最高,均明显高于其他处理;堆体木质素降解速率和胡敏酸含量提升明显,堆肥结束时,CK、T1、T2和T3处理的木质素降解率分别为15.48%、22.12%、16.11%和28.20%,胡敏酸含量分别增加了31.42%、82.27%、117.43%和152.65%,T3处理的促腐熟作用明显高于其他处理。堆肥腐熟进程与微生物群落结构的相关性分析表明,堆体的优势真菌为子囊菌门(Ascomycota),堆体含水率的降低可提高其丰度,促进木质素的降解。因此,生物炭与黄孢原毛平革菌的联合添加促进了木质素的深度降解,从而强化堆肥的腐殖化进程,提高堆肥品质。 展开更多
关键词 鸡粪 黄孢原毛平革菌 生物炭 木质素 腐熟度 微生物群落
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改性椰壳炭钝化修复农田土壤镉、铅的长期稳定化效果及生态风险评估 被引量：2
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作者 毛欣宇 于怀志 +3 位作者 翟森茂 姜小三 徐洲 王琪琳 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期140-146,共7页
为探究改性椰壳炭钝化修复土壤中镉、铅的长期效果及生态风险,采取硝酸-高锰酸钾改性方法优化椰壳炭表征,通过设置不同改性椰壳炭用量,探究其对土壤中镉、铅生物有效性的长期影响,结合土壤-农产品综合质量影响指数评价结果,最终验证其... 为探究改性椰壳炭钝化修复土壤中镉、铅的长期效果及生态风险,采取硝酸-高锰酸钾改性方法优化椰壳炭表征,通过设置不同改性椰壳炭用量,探究其对土壤中镉、铅生物有效性的长期影响,结合土壤-农产品综合质量影响指数评价结果,最终验证其场地应用的可行性。结果表明:改性椰壳炭可显著提高土壤镉、铅的稳定性,当用量>20 g/kg时,钝化培养12周,土壤中镉、铅以残渣态为主,固定率较对照组分别提高了8%~23%和11%~24%。钝化培养15~18周,土壤镉、铅有效态含量均低于安全阈值,且种植蔬菜未检测到重金属超标,不存在生态风险。采用改性椰壳炭进行土壤重金属场地修复具有一定应用价值。 展开更多
关键词 改性生物炭 镉 铅 长期钝化效果 生态风险评估
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