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不同温度生物炭酸化前后的表面特性及镉溶液吸附能力比较 被引量：17
1
作者 简敏菲 高凯芳 +1 位作者 余厚平 杨研 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2015年第8期1375-1380,共6页
以稻秆为原料,在不同温度(300,400,500,600,700℃)条件下采用限氧控温炭化制备生物炭,用HCl和HF对其进行酸化处理,利用傅立叶变换红外光谱仪、比表面积和孔径测定仪现代分析手段对生物炭酸化前后的表面官能团、比表面积、孔径等特性进... 以稻秆为原料,在不同温度(300,400,500,600,700℃)条件下采用限氧控温炭化制备生物炭,用HCl和HF对其进行酸化处理,利用傅立叶变换红外光谱仪、比表面积和孔径测定仪现代分析手段对生物炭酸化前后的表面官能团、比表面积、孔径等特性进行比较,分析制备温度和生物炭表面特性之间的关系,探究制备所需生物炭的最佳温度条件。通过生物炭酸化处理和镉吸附实验结果,研究酸可溶矿物在生物炭吸附镉的贡献及制备温度对生物炭吸附镉能力的影响,为生物炭吸附水体中重金属镉提供科学依据。傅里叶红外分析表明,不同温度生物炭表面官能团存在一定的差异,主要表现为随制备温度升高,烷烃基缺失,甲基-CH3和亚甲基-CH2逐渐消失,形成了芳香环且芳香化程度增加。生物炭酸化后无机矿物Si O2吸收峰逐渐消失,官能团种类并没有发生变化,不同官能团随制备温度变化规律仍与酸化前生物炭一致。表面积及孔径分析结果表明,生物炭孔结构主要为中孔,随着热解温度的升高,比表面积和总孔容有所增大,在600℃达到最大;平均孔径随着制备温度升高而变小。生物炭酸化处理可以显著增大生物炭比表面积,总孔容也有所增加。生物炭酸化后充分去除了矿物质,孔隙结构未发生变化,孔结构仍为中孔,微孔表面积减小。镉吸附实验表明生物炭对镉具有较强的吸附能力,不同温度条件下镉吸附率均高于75%,且随温度升高而上升。生物炭经酸化处理后,镉吸附能力显著下降,这说明生物炭中的酸可溶矿物质在镉溶液的吸附过程中有重要作用。 展开更多
关键词 稻秆生物炭 酸化 制备温度 表面特性 镉吸附能力
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稻秆炭与巨菌草联合对铜镉污染土壤的修复 被引量：9
2
作者 王玺洋 辛在军 +3 位作者 李晓晖 李亮 孙小艳 闵芳芳 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期74-82,共9页
通过野外小区试验施加不同用量(0、5000、10000、15000、20000 kg·hm^-2)的稻秆生物炭(稻秆炭),探究施用稻秆炭对巨菌草修复铜镉复合(Cu-Cd)污染土壤的影响,并评价稻秆炭与巨菌草联合修复重金属污染土壤的潜力和优势。结果表明,稻... 通过野外小区试验施加不同用量(0、5000、10000、15000、20000 kg·hm^-2)的稻秆生物炭(稻秆炭),探究施用稻秆炭对巨菌草修复铜镉复合(Cu-Cd)污染土壤的影响,并评价稻秆炭与巨菌草联合修复重金属污染土壤的潜力和优势。结果表明,稻秆炭施用可明显提高巨菌草在Cu-Cd污染土壤中的成活率,提高其地上生物量;稻秆炭的施用降低了土壤有效态Cu、Cd和全量Cd含量,在一定程度上降低了巨菌草对Cu的富集,但同时促进了巨菌草对Cd的富集,于5000 kg·hm^-2处理下增幅最大,其根、茎、叶的Cd吸收量分别增加60.75%、230.31%和83.34%;稻秆炭施用显著增加了巨菌草地上部重金属绝对富集量,Cu最高达3741.04 g·hm^-2(用量为10000 kg·hm^-2),Cd最高达167.81 g·hm^-2(用量为5000 kg·hm^-2);各处理的修复边际效率显示,5000 kg·hm^-2稻秆炭施用量更经济、有效。研究表明,稻秆炭施用提升了巨菌草地上部对Cu、Cd的富集水平,其联合修复潜力巨大。 展开更多
关键词 联合修复 稻秆生物炭 铜镉复合污染 巨菌草 绝对富集量 修复边际效率
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稻秆及稻秆生物炭添加对稻田红壤有机碳组分及CH_(4)和CO_(2)累积排放量的影响 被引量：7
3
作者 廖添怀 李欢 王艳玲 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1598-1609,共12页
为明确稻秆生物炭添加对稻田红壤有机碳组分及CH_(4)和CO_(2)累积排放量的影响过程与机制,本研究以稻田红壤为对象,通过室内培养试验,按土壤质量的1%等碳添加量设置对照(CK)、稻秆(RS)及300、400℃和500℃下制备的稻秆生物炭(RSB300、RS... 为明确稻秆生物炭添加对稻田红壤有机碳组分及CH_(4)和CO_(2)累积排放量的影响过程与机制,本研究以稻田红壤为对象,通过室内培养试验,按土壤质量的1%等碳添加量设置对照(CK)、稻秆(RS)及300、400℃和500℃下制备的稻秆生物炭(RSB300、RSB400、RSB500)5个处理,对比分析了稻秆及稻秆生物炭添加0、30 d与120 d时,稻田红壤中可溶性有机碳(DOC)、总有机碳(TOC)、游离态粗颗粒有机碳(fcPOC)、游离态细颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)、游离态矿物结合态有机碳(fMOC)及闭蓄态矿物结合态有机碳(oMOC)的变化差异,并探讨了稻田红壤CH_(4)和CO_(2)累积排放量与各有机碳组分含量的相关关系。结果表明:稻秆生物炭添加后稻田红壤中DOC、TOC、fcPOC、ffPOC、oPOC和fMOC含量均显著增加;其中,oPOC与oMOC含量随着培养时间的增加而显著增加,但fcPOC与fMOC含量则显著降低(P<0.05)。与CK处理相比,RS处理的稻田红壤中CH_(4)和CO_(2)的累积排放量均显著且持续增加;RSB各处理的稻田红壤中CO_(2)的累积排放量显著降低;只有RSB300和RSB400处理的稻田红壤中CH_(4)的累积排放量显著增加,且在培养120 d时分别增加了188.5%和32.7%(P<0.05)。相关性分析表明,添加稻秆及稻秆生物炭的稻田红壤中CH_(4)和CO_(2)累积排放量虽与DOC、ffPOC和fcPOC含量均呈极显著正相关关系,但其中DOC和fcPOC含量起主导作用(P<0.01)。研究表明,添加稻秆生物炭可以有效提高稻田红壤中各有机碳组分的含量与稳定性,且500℃热解制备的稻秆生物炭添加对稻田红壤中CH_(4)、CO_(2)累积排放量抑制效果最好。 展开更多
关键词 稻秆生物炭 稻田红壤 颗粒态有机碳 矿物结合态有机碳 可溶性有机碳 温室气体
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不同裂解温度稻秆生物炭对土壤CH_4、N_2O排放影响分析 被引量：7
4
作者 张向前 张玉虎 +3 位作者 赵远 侯国军 荆玉琳 胡茜 《土壤通报》 CAS 北大核心 2018年第3期630-639,共10页
生物炭能有效减少稻田温室气体(CH_4、N_2O)排放,不同裂解温度下生物炭对稻田土壤CH_4、N_2O排放的影响及机制需进一步探究。本研究利用两个原料产地(哈尔滨、丹阳)水稻秸秆生物炭,以江苏省丹阳典型稻麦轮作田为研究区,研究施加不同裂... 生物炭能有效减少稻田温室气体(CH_4、N_2O)排放,不同裂解温度下生物炭对稻田土壤CH_4、N_2O排放的影响及机制需进一步探究。本研究利用两个原料产地(哈尔滨、丹阳)水稻秸秆生物炭,以江苏省丹阳典型稻麦轮作田为研究区,研究施加不同裂解温度水稻秸秆生物炭对土壤CH_4、N_2O排放的影响。结果表明:(1)相比常规施肥,施加300℃、500℃、700℃裂解的丹阳和哈尔滨水稻秸秆生物炭CH_4累积排放量分别减少10.38%、21.09%、13.28%和42.83%、65.29%、55.44%,N_2O累积排放量分别减少42.77%、53.54%、51.19%和45.34%、48.51%、48.40%;(2)通过温室气体排放强度公式计算得出,施加500℃裂解的丹阳和哈尔滨水稻秸秆生物炭分别比300℃、700℃减少27.09%、25.85%和40.54%、8.09%;(3)分析得出500℃裂解温度的生物炭减排效果优于300℃、700℃,主要原因是施加三种裂解生物炭后,土壤产甲烷古菌丰度值降低,且500℃低于300℃、700℃生物炭,平均降低48.33%、29.35%。同时施加500℃生物炭土壤硝化细菌丰度低于施加300℃、700℃生物炭。 展开更多
关键词 稻秆生物炭 不同裂解温度 生物炭理化性质 CH4、N2O
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稻秆生物炭添加对红壤性水稻土磷素生物有效性的影响 被引量：1
5
作者 马长林 高博涵 王艳玲 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1533-1541,共9页
为明确稻秆生物炭添加对红壤性水稻土磷生物有效性组分的影响,基于水稻种植的盆栽试验,采用模拟生物活化的磷素分析方法(BBP法),分析了生物炭在不施加(CK)、施加一年(B1)和两年(B2)条件下,不同水稻生育期稻田土壤中可溶性磷(CaCl_(2)-P... 为明确稻秆生物炭添加对红壤性水稻土磷生物有效性组分的影响,基于水稻种植的盆栽试验,采用模拟生物活化的磷素分析方法(BBP法),分析了生物炭在不施加(CK)、施加一年(B1)和两年(B2)条件下,不同水稻生育期稻田土壤中可溶性磷(CaCl_(2)-P)、易被酶矿化的有机磷(Enzyme-P)、易被有机酸活化释放的磷(Citrate-P)和潜在无机磷(HCl-P)4个组分磷与全磷(TP)、有效磷(Bray-P)及磷素活化系数(PAC)的变化差异和影响因素。研究表明:与CK相比,B1处理的稻田土壤TP、Bray-P及BBP磷组分均无显著变化;B2处理稻田土壤TP、Bray-P、Citrate-P和HCl-P含量均显著增加,而CaCl_(2)-P、Enzyme-P含量无显著变化。随着水稻生育期的延长,各处理HCl-P/TP均显著上升;B2处理下CaCl_(2)-P/TP与Enzyme-P/TP均显著上升。相关分析表明:生物炭添加后稻田土壤Bray-P、TP与土壤pH显著正相关;CaCl_(2)-P与HCl-P、TP显著正相关,与土壤有效铁呈显著负相关;Citrate-P与TP、HCl-P极显著正相关,与Enzyme-P、pH显著正相关,与土壤有效铝极显著负相关。稻秆生物炭通过影响稻田土壤pH、有效铁和有效铝含量,间接地调控且显著增加了红壤性稻田土壤中TP、Bray-P、PAC及生物有效磷组分含量,稻秆生物炭的合理施用有利于农田生态环境保护和土壤磷素有效性的提升。 展开更多
关键词 稻秆生物炭 红壤性水稻土 盆栽试验 水稻 生物有效性磷
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