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不同热解温度茶渣生物质炭对茶园土壤吸附解吸NH4-N的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
生物质炭对铵根的吸附解吸影响着土壤的固氮效果,为探讨茶渣生物质炭对茶园土吸附—解吸NH_4~+—N性能的影响,减少土壤中氮素的淋失,提高氮素利用效率,通过模拟培养试验,采用平衡吸附法及HCL解吸法,研究了不同热解温度下制备的茶渣生物质炭在不同添加比例(0.35%,0.70%,1.40%,2.80%)下,茶园土对NH_4~+—N吸附解吸的特性。结果表明:施用生物质炭能有效增强茶园土对NH_4~+—N的吸附,并随生物质炭添加量的增加而增强。同一生物质炭添加量下,4种生物质炭处理下茶园土对NH_4~+—N的吸附量大小表现为BC400BC300BC500BC600。生物质炭的CEC含量是影响土壤吸附NH_4~+—N能力的主要因素。土壤对NH_4~+—N的吸附过程均以Langmuir方程拟合达到显著水平(0.953 7R~20.995 5),以单层吸附为主。施用生物质炭后,土壤产生了解吸滞后,有效降低了茶园土对NH_4~+—N的解吸率,BC400的解吸率最低。茶渣生物质炭能够增强土壤对NH_4~+—N的吸附,降低对NH_4~+—N的解吸,有利于提高土壤对氮素的吸持能力,其中BC400,2.80%处理下效果最佳。 相似文献
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为探究典型温度下(25℃和5℃)农村化粪池出水氮素在排污口原地土壤中的迁移转化过程,采集原地表层土壤及化粪池出水,构建室内模拟系统,分析化粪池出水经土壤渗滤前后氮素组成。结果表明,农村化粪池出水氮素以可溶性无机氮(DIN)为主,其中NH_4~+-N占70%以上;两种温度条件下化粪池出水DIN差异不显著(P0.05,n=12),NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N浓度均具有极显著性差异(P0.01,n=12),25℃时硝化作用明显,导致出水NH_4~+-N低于5℃,NO_2~--N、NO_3~--N高于5℃;两种温度条件下原地土壤对化粪池出水DIN均有削减作用,其中NH_4~+-N削减量均占DIN削减量60%以上;25℃和5℃条件下,NH_4~+-N削减率分别为23.11%～47.37%和25.37%～43.47%;25℃时NH_4~+-N削减主要通过氨挥发、反硝化、厌氧氨氧化等作用完成,而5℃时NH_4~+-N削减主要通过土壤NH_4~+-N吸附作用完成;25℃时土壤对NO_3~--N还存在蓄积作用。研究表明,两种温度下化粪池出水NO-_2~--N和NO_3~--N在原地土壤中可发生反硝化或异化还原作用进而得到削减。 相似文献
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热解温度对花生壳生物质炭吸附去除水中4-硝基酚的影响 总被引：2，自引：2，他引：0
为提升农业废弃物的资源化再利用价值,以花生壳为原料,在不同热解温度(400、500、600℃)下限氧制备花生壳生物质炭(BC400、BC500、BC600),考察其对水中4-硝基酚的吸附效果。生物质炭表面灰分通过酸洗法去除,采用批量吸附试验的方法分析生物质炭对PNP吸附特性的影响,并结合元素分析、扫描电镜及红外光谱图方法,探讨热解温度对生物质炭吸附水中PNP特性的影响。结果表明,生物质炭总产量随温度升高而降低,其含碳量随温度升高逐渐增加;生物质炭中含氧官能团随温度的升高而减少,芳香性增强,有利于对有机物的吸附。吸附等温线符合Freundlich模型,线性拟合很好,R2在0.954～0.991之间;对比伪二级动力学模型、Elovich模型、颗粒内扩散模型可知,吸附过程与伪二级吸附动力学模型拟合效果最佳, R2在0.981～0.999之间,平衡吸附量随热解温度升高而增大,BC600BC500BC400,BC600的吸附容量为34.48 mg/g,是BC400的2.25倍。以NaOH为解吸剂,当NaOH质量浓度为1.0 mg/L时对4-硝基酚的解吸效率最高,为68.21%,可见生物质炭的再生利用具有一定的可行性。因此,高温制备的花生壳生物质炭可作为去除4-硝基酚的良好功能材料。 相似文献
4.
为了探究热解终温对油茶壳热解产物特性的影响,实现油茶壳热解多联产产物的有效利用,该文研究了油茶壳300～700℃热解过程中气、液、固的得率,特性和能量分布规律,讨论了油茶壳热解炭制备活性炭的工艺条件。研究表明,随着热解终温的升高,生物质炭得率下降,不可凝气体得率上升,生物质油得率则呈现先上升后下降的变化趋势。生物质炭的能量产率高达47.21%～81.59%,是油茶壳热解的主要产物,随着热解终温的升高,其固定碳含量增大,BET比表面积先增加后减小,在600℃达到最高值278 m2/g。油茶壳活性炭制备的最佳工艺条件活化温度850℃,活化时间1.5 h,水蒸气用量与炭的比2.0,此条件下的活性炭得率为37.47%,碘吸附值为825 mg/g,BET比表面积为736 m2/g。该研究为油茶壳热解多联产工艺及产物的综合有效利用提供参考依据。 相似文献
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冻融作用对农田土壤可溶性氮组分的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
为了解非生长季农田土壤氮素转化过程,采用室内冻融模拟培养试验研究了不同冻融温度和冻融循环次数对东北4种典型农田土壤(棕壤、褐土、草甸土、黑土)可溶性氮组分含量的影响。结果表明:随着冻结温度降低,4种农田土壤可溶性无机氮(DIN,NO_3~–-N+NH_4~+-N)、可溶性有机氮(DON)和可溶性全氮(DTN)含量均显著增加。随着融化温度升高,除NH_4~+-N含量显著升高外,4种农田土壤NO_3~–-N、DON和DTN含量的变化行为受冻结温度和土壤类型的协同影响。随着冻融循环次数增加,棕壤和褐土NO_3~–-N、NH_4~+-N、DON和DTN含量均显著增加;草甸土NO_3~–-N、DON和DTN含量均显著增加,而NH_4~+-N含量显著降低;黑土NO_3~–-N和NH_4~+-N含量均显著降低,而DON和DTN含量则先升高后降低。不同类型土壤受冻融作用影响的响应能力不同,其大小顺序为褐土棕壤、草甸土黑土。可见,冻融作用促进了土壤氮素转化,有利于土壤有效氮的累积,为春季作物生长提供足够的氮素,但同时也增加了土壤氮素流失风险。 相似文献
6.
热解温度对生物炭表面性质及释放氮磷的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
热解温度是影响生物炭表面性质的重要因素。在250~450℃范围内制备玉米秸秆生物炭(CB)和杨木生物炭(PB)。采用X-射线光电子能谱仪对生物炭的表面元素进行分析,发现各元素含量随热解温度而变化,2种生物炭的变化规律不同。傅里叶变换红外分析表明,热解温度升高造成生物炭基团的变化,C=O基团增多,芳香性增强。研究生物炭在水中的氮磷释放行为发现,随着热解温度的升高,NH_4~+-N和NO_3~--N的释放呈现先增加后减少的趋势;CB的总磷释放有所增加,PB的总磷释放先增加后降低。不同热解温度的生物炭,其营养元素的释放速率在初期存在一定差别,释放过程在48 h内基本完成。生物炭的表面性质及氮磷释放行为与热解温度及生物质来源密切相关。 相似文献
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相对于NO_3~--N,NH_4~+-N可以缓解植物铝毒害,但其机制还不清楚。铝在细胞膜表面的吸附量受细胞膜表面电势影响,直接影响到铝毒害。本文采用酶解法提取水稻根尖原生质体,研究了原生质膜表面zeta(ξ)电势对NH_4~+N、NO_3~--N、铝和pH的响应。结果表明,不管是否加铝,NH_4~+-N和NO_3~--N本身并不显著影响原生质膜表面ξ电势,但是加铝和降低pH均可以去极化原生质膜表面ξ电势。水稻吸收NH_4~+-N一般降低生长介质pH,吸收NO_3~--N升高生长介质pH。因此,NH_4~+-N缓解水稻铝毒的原因,不是因为NH_4~+-N本身去极化了细胞膜表面电势,而是因为水稻吸收NH_4~+-N降低了介质pH,去极化了细胞膜表面电势,从而可能降低了铝在水稻根尖表面的吸附。 相似文献
8.
低温水热法制备竹生物炭及其对有机物的吸附性能 总被引：7，自引：5，他引：2
竹是一类常见的生物质资源,竹加工中产生的废弃物是制生物炭的理想原料。该研究采用水热炭化法,在较低的水热温度下制备竹生物炭,并通过Na OH浸泡和N2氛围下高温煅烧2种方法,对竹生物炭进行进一步改性,所得产品用于去除水溶液中2-萘酚和刚果红。结果显示:仅采用水热炭化得到的竹生物炭产品得率大于54%,表面官能团丰富,均能吸附水溶液中的2-萘酚和刚果红,其中160℃3 h下制备的样品对2-萘酚吸附效果最好,200℃7 h下制备的样品对刚果红吸附效果最好;改性处理会降低终产品得率并影响表面官能团,Na OH浸泡改性处理能增加竹生物炭对2-萘酚和刚果红的吸附容量,N2氛围下高温煅烧改性则不能提高竹生物炭对这2种物质的吸附效果。研究结果可为废弃生物质制炭及生物炭在水污染物吸附分离中的应用提供参考。 相似文献
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生物质炭对不同pH值土壤矿质氮含量的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
为了揭示生物质炭作为土壤调理剂添加后对土壤矿质氮形态、含量等土壤性质的影响,该研究利用芒草分别在350和700℃裂解制得生物质炭,发现2个温度尤其是700℃制得的生物质炭,对NH4+有很强的吸附能力,但对NO3-的吸附能力很弱。将生物质炭分别加入到酸性(pH值为3.8)和碱性(pH值为7.6)土壤中,25℃下室内培养180d。结果表明,生物质炭提高了土壤全氮含量,酸性和碱性土壤分别平均提高了22%和17%;但使土壤铵态氮含量大幅降低至接近仪器检测限水平;生物质炭对土壤硝态氮含量的影响因生物质炭和土壤类型而异。生物质炭对土壤矿质氮形态和含量的影响,显然与生物质炭对铵的吸附作用、提高土壤pH值、增强氨挥发损失,以及形成微生物量氮等密切相关。该研究可为开展生物质炭基氮素新型肥料及制剂等方面的科学研究提供参考。 相似文献
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生物质炭施用量对旱地酸性红壤理化性质的影响 总被引：3，自引：1，他引：3
我国南方旱地酸性红壤区,土壤酸化与干旱等问题突出。近几年生物质炭在土壤改良方面的研究应用已有较多的文献报道,但针对南方旱地酸性红壤区土壤改良方面的研究与应用相对较少。对此,本研究设置了生物质炭施加量分别为1%、2%、3%、4%及对照CK共5个处理,每个处理5次重复的室内盆栽试验;每盆一次性均匀浇洒1 L蒸馏水后在温室内自然放置,模拟干旱30 d,随后测定土壤含水量、p H、电导率与氮、磷含量。结果表明:土壤pH、电导率、有效磷含量随生物质炭施加量的增加而显著提高,NH_4~+-N含量降低,而NO_3~–-N含量无显著影响;模拟干旱后的土壤含水量与生物质炭施加量呈二次函数曲线关系,施加低量生物质炭(1%)显著降低了土壤含水量,而高量生物质炭(4%)的施加则使土壤含水量显著提高。本研究为生物质炭在我国南方旱地酸性红壤区土壤改良方面的应用提供了试验依据。 相似文献
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不同吸附特性的稻草生物炭对稻田氨挥发和水稻产量的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
秸秆生物炭具有改善土壤生态环境、土壤蓄水保肥和减少温室气体排放等正效应,但其石灰效应会加大稻田氨挥发损失。为充分发挥生物炭吸铵特性,降低其石灰效应的不利影响,对不同热解温度(300、500、700℃)和酸化水平(pH值=5、7、9)稻草生物炭处理下的田面水NH_4~+-N浓度、氨挥发和水稻产量进行了研究。结果表明:偏酸性(pH值=5)、中性(p H值=7)生物炭处理在基肥期和分蘖肥期均能显著降低田面水NH_4~+-N峰值浓度(P0.05),降幅达16.90%～35.60%。全生育期稻田氨挥发损失占施氮量的15.14%～26.05%(2019年)、15.10%～19.00%(2020年)。稻田增施热解温度为700℃、酸化水平为5(p H值=5)的生物炭(C700P5)降氨效果最好,两年氨挥发分别显著降低22.93%、12.61%(P0.05)。高温热解配合偏酸性、中性生物炭(C700P5、C700P7)增产效果显著,增产率达9.92%～13.50%,结构方程模型表明,其增产原因是生物炭酸化处理降低了稻草生物炭的石灰效应,而热解温度调整提高了生物炭阳离子交换量(CationExchange Capacity,CEC),进而降低了田面水NH_4~+-N浓度和氨挥发损失,最终提高了水稻地上部氮素积累和水稻产量。研究可揭示不同热解温度和酸化水平制备的生物炭在稻田中的应用潜力,并为稻田合理施用生物炭和减少化肥施用量提供理论依据。 相似文献
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以贵州茂兰喀斯特国家自然保护区原始森林中的优势种青冈(Cyclobalanopsis glauca)凋落物(L)和对应的森林土壤(S)为研究对象,在两种不同温度(400℃、600℃)下将凋落物制成生物质炭(BC400、BC600),设置土壤(S)、土壤+凋落物(S+L)、土壤+BC400(S+BC400)、土壤+BC600(S+BC600)4个处理进行室内培养(1 kg土中加12.5 g生物质炭),在培养过程中动态监测土壤呼吸、土壤有机碳、碳氮比和pH,分析青冈凋落物与其生物质炭对森林土壤呼吸和有机碳含量等变化的影响。结果表明:在添加量为12.5 g/kg的条件下,25℃培养180 d后,与对照组相比,3组添加不同物质的处理S+L、S+BC400、S+BC600中碳的净释放量分别增加了34.98%、42.45%、9.83%,青冈凋落物与其生物质炭的添加均对土壤呼吸起到了明显的促进作用(P0.05);对培养前后土壤有机碳含量对比发现,低温生物质炭(BC400)的添加促进了微生物对土壤有机碳的转化,而高温生物质炭(BC600)作用相反,从短期来看,具有一定的固碳作用,为生物质炭在喀斯特森林土壤碳固定应用方面提供了参考依据。 相似文献
13.
为探明生物质炭与氮肥配施对土壤中氮素循环和烤烟氮素利用的影响,采用盆栽试验,设置4个处理:5 g/盆纯氮(CK),5 g/盆纯氮+100 g/盆生物质炭(T1),3.5 g/盆纯氮+100 g/盆生物质炭(T2),2 g/盆纯氮+100 g/盆生物质炭(T3),利用~(15)N标记的氮肥,测定生物质炭与氮肥配施条件下烤烟生长不同时期土壤中~(15)N的残留量、不同形态氮素的含量、土壤微生物生物量氮含量和移栽后90 d烤烟烟叶对不同氮源氮素的累积量。试验结果表明:相同施氮量时,生物质炭的施用可以提高土壤中~(15)N残留量、土壤无机氮、碱解氮、微生物量氮的含量和叶片对氮素的累积量。生物质炭与氮肥配施时提高了肥料氮在烟叶中的占比,使~(15)N利用率提高了25.4%~63.3%。与对照相比,T2处理植烟土壤中NH_4~+-N、NO_3~–-N、碱解氮在烤烟移栽后75 d比对照分别提高了17.3%、8.0%、7.2%,碱解氮和微生物生物量氮的含量在烤烟移栽后90 d也高于对照。在本试验条件下,生物质炭与氮肥配施对土壤氮素的影响是显著的,施用生物质炭时减少30%氮肥用量是可行的。 相似文献
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为了对沸石不同用途进行准确选材,实现其高效利用,研究了天然斜发沸石的6种粒径对NH_4~+-N、H_2PO_4~--P和K~+吸附、解吸的影响。结果表明:对沸石吸附和解吸3种离子,不同粒径间数值差异显著,表现规律也不同。NH_4~+-N的吸附量和解吸量分别相差4.31倍和4.93倍;K~+分别相差7.89倍和81.77倍。随粒径变小,沸石对NH_4~+-N和K~+的吸附与解吸量均呈先升高后降低的趋势,对H_2PO_4~--P的吸附量呈负值到较低正值的变化,解吸量为0。对3种离子的最大吸附量分别为8 354.62、74.33和2 722.25 mg/kg,最大解吸量分别为7 423.29、0和875.70 mg/kg。在NH_4~+-N和K~+的吸附方面,适宜选择粒径为40μm的天然沸石;而对H_2PO_4~--P,各粒径的天然沸石效果均不适宜,需要进行改性处理后应用。 相似文献
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《农业环境与发展》2020,(1)
为解决重金属废水处理问题,寻求芦苇的新型资源化利用途径,采用限氧热解方法在不同温度下制备芦苇生物质炭(RBC)。在对芦苇生物质炭进行元素分析的基础上,进行吸附动力学实验和等温吸附实验,并通过扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)等表征方法,探究不同热解温度对RBC吸附Cd~(2+)的影响及吸附机制。结果表明:RBC对Cd~(2+)的吸附过程更符合准二级吸附动力学方程,Langmuir等温吸附模型能更好描述RBC对Cd~(2+)的吸附;500℃下制备得到的RBC产率较高,Cd~(2+)吸附量最大,理论吸附量可达39.05 mg·g~(-1);吸附Cd~(2+)后,RBC表面生成粒状结构,XRD谱图出现CdCO_3和CdSiO_3晶型的峰,推断Cd~(2+)分别能与CO_3~(2-)与SiO_3~(2-)形成沉淀。研究表明,芦苇生物质炭的最优热解温度为500℃,此温度下产率最高,对Cd~(2+)的吸附能力最强,吸附Cd~(3+)的机制可能为阳离子交换、沉淀吸附、络合和Cd~(2+)-π金属键合共同作用。 相似文献
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不同热解温度制备的水稻秸秆生物炭理化特性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《土壤通报》2020,(1):136-143
以不同热解温度(100～800℃)制备的水稻秸秆生物炭为研究对象,研究在不同热解温度下制成的生物炭的理化特性。结果表明,热解温度为100～300℃制成的水稻秸秆生物炭呈弱酸性,400℃以上时呈碱性;水稻秸秆生物炭表面碱性含氧官能团数量随着热解温度的升高而增加、酸性含氧官能团则减少;水稻秸秆生物炭中的官能团C=C、C-O-C、-OH和-C=O在较高的热解温度下发生缔合或消除,促进了芳香基团的形成;随着热解温度的升高,水稻秸秆生物炭的阳离子交换量(CEC)、比表面积、孔径、比孔容、氮气吸附量和颗粒表面的分型维数(D1)均先增加后降低,阳离子交换量(CEC)在300～500℃时、其它性状在400～600℃之间达到最大值;以不同热解温度制成的水稻秸秆生物炭颗粒的孔隙结构均以孔隙宽度2～50 nm的中孔为主。随热解温度的升高,水稻秸秆生物炭的产率逐渐降低;400～500℃炭化2 h,生物炭产率最高,其孔隙结构最为复杂,所以可以认为400～500℃是水稻秸秆炭化的最佳温度。 相似文献
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秸秆生物质炭吸附溶液中Cu2+ 的影响因素研究 总被引：2，自引：0，他引：2
生物质炭在吸附土壤中重金属和有机污染物方面发挥着重要作用,然而关于生物质炭吸附重金属的影响因素研究较少。以小麦和玉米秸秆为原料制备生物质炭,分析了生物质炭和溶液性质对水溶液中Cu2+吸附的影响。结果表明生物质炭可有效吸附Cu2+,且不易解吸。Cu2+吸附量随pH和Cu2+初始浓度的升高而增加;高温炭对Cu2+的吸附随离子强度增强而增大;柠檬酸抑制低温炭对Cu2+的吸附,而腐植酸促进Cu2+吸附;生物质炭灰分对Cu2+吸附无显著影响。 相似文献
18.
水洗处理在不影响生物质炭性质的前提下,可以去除附着在其表面的热解副产物,从而保证对重金属离子的去除能力。以小麦和玉米秸秆为原料,比较两种秸秆类生物质炭对溶液Cd2+和Pb2+的吸附解吸特点及其水溶性盐分含量的影响。结果表明,小麦和玉米秸秆生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附过程均更好地符合准二级动力学方程和Langmuir方程。小麦秸秆生物质炭对Cd2+和Pb2+的最大吸附量达12.82 mg g?1和9.91 mg g?1,为玉米秸秆吸附量的1.31 ~ 1.76倍和1.06 ~ 1.53倍。洗脱水溶性盐分可以降低生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附,水洗后小麦秸秆和玉米秸秆生物质炭对Cd2+的最大吸附量分别降低42.36%和60.13%,对Pb2+的最大吸附量分别降低29.47%和62.72%。水洗处理提高了两种秸秆生物质炭对Cd2+和Pb2+的解吸率,其中小麦秸秆生物质炭提高幅度较大,由原来对Cd2+的解吸率为1.84% ~ 13.05%提高到7.88% ~ 20.19%,对Pb2+的解吸率为1.57% ~ 11.82%提高到6.34% ~ 16.94%。因此,可溶性盐分在秸秆生物质炭吸附Cd2+和Pb2+的过程中具有重要作用,该研究结果将为制备高效修复重金属污染土壤的生物质材料提供技术支撑。 相似文献
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祁连山哈溪林区移植前后土壤氮对比研究 总被引：1，自引：0，他引：1
研究不同海拔梯度森林土壤氮的分布特征,对于合理利用森林资源、改善森林的生态功能都有重要意义。采用封顶埋管法,对祁连山东段哈溪林区不同海拔梯度和不同植被类型的土壤氮进行了研究。结果表明:(1)海拔2 650m青海云杉林土壤的初始TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最低,海拔2 950 m青海云杉林土壤的初始TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最高;各海拔梯度青海云杉林土壤经培养后,其TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均减小。(2)就不同植被类型而言,青海云杉林土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量均最高,草地和灌丛土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量较低,且二者差异不大。草地和灌丛土壤培养后TN和NH_4~+-N含量显著升高,NO_3~--N含量变化不大。(3)某一海拔青海云杉林土壤移植到其他海拔青海云杉林培养后,土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量变化不大;不同植被类型之间土壤相互移植培养后,土壤TN,NH_4~+-N和NO_3~--N含量变化明显,不同植被类型对土壤氮的含量差异显著。 相似文献
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为评价花生壳生物炭农业与环境领域应用价值与潜力,该研究分别在100~800℃条件下制备花生壳生物炭,测定其孔隙参数,以期了解花生壳生物炭在不同热解温度条件下的孔结构变化规律。结果表明,在100~500℃条件下制备的花生壳生物炭以中孔和大孔为主,其吸附解析等温线为Ⅱ类吸附等温线,迟滞回线属于H3型,孔隙结构主要由狭缝孔构成;600~800℃条件下制备的生物炭以微孔为主,其吸附解析等温线为Ⅰ类吸附等温线,迟滞回线属于H4型,孔隙结构主要是锥形孔。当热解温度从100℃上升至600℃过程中,BET比表面积、比孔容均呈上升趋势,同时t-Plot微孔比表面积、t-Plot微孔孔容、中孔比表面积、中孔孔容也均在600℃时基本达到最高水平。花生壳生物炭的孔径分布随温度的变化非常明显,孔峰主要在3~5 nm处,100~600℃条件下峰值表现为升高趋势,600~800℃条件下峰值逐渐降低,与比表面积分布图结果相一致。花生壳生物炭孔隙表面分形维数D1和体积分形维数D2均在600~800℃条件下水平较高,高热解温度导致孔隙结构的复杂程度有所增加,生物炭表面更加粗糙。根据花生壳生物炭在不同热解温度条件下的孔结构变化规律,为花生壳生物炭制备及应用提供参考依据,有利于实现花生壳综合高效利用。 相似文献