| 药渣生物炭基质联合麦饭石对土壤-黑麦草体系的调控与机制 |
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| 引用本文： | 肖亮亮,丁园.药渣生物炭基质联合麦饭石对土壤-黑麦草体系的调控与机制[J].环境科学,2019,40(10):4668-4677. |
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| 作者姓名： | 肖亮亮 丁园 |
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| 作者单位： | 南昌航空大学环境与化学工程学院,南昌,330063;南昌航空大学环境与化学工程学院,南昌,330063 |
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| 基金项目： | 江西省科技厅自然科学基金项目（20171BAB203033，2015BBF60003） |
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| 摘 要： | 以板蓝根药渣为原料,选择300℃和500℃厌氧裂解制备2种生物炭(BC300和BC500)、BC500载Fe改性炭(FeBC500)、天然麦饭石(MFS)、BC500与MFS等质量组合BC500∶MFS(1∶1)]、Fe-BC500与MFS等质量组合Fe-BC500∶MFS(1∶1)]材料为钝化剂,采用室内盆栽实验和等温吸附实验,研究了其对土壤-黑麦草体系的调控效果,并通过比表面孔分布测定(BET)、扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)探讨了其机制.结果表明,在添加量为2%(土)时,BC300、BC500、Fe-BC500、MFS、BC500∶MFS(1∶1)和Fe-BC500∶MFS(1∶1)均可显著降低(P 0. 05)黑麦草体内Cu和Cd含量以及显著增加黑麦草的生物量,且黑麦草的叶绿素含量和根系活力均可指示这一效果. BC300处理抑制黑麦草吸收Cu和Cd,增加黑麦草的生物量的效果要优于其他处理,可使黑麦草地下部分Cu和Cd含量分别减少44. 78%和63. 89%,地上部分分别减少76. 34%和53. 40%;地下部分生物量增加327. 22%,地上部分生物量增加504. 11%. Langmuir方程更好地拟合BC300、BC500和Fe-BC500的吸附效果,且对Cu的最大吸附量分别为8. 02、9. 20和8. 82 mg·g~(-1);对Cd的最大吸附量分别为7. 97、8. 51和7. 70 mg·g~(-1). Freundlich方程能更好地拟合MFS的吸附效果,对Cu和Cd的最大吸附量分别为7. 03 mg·g~(-1)和6. 10 mg·g~(-1). BC300和BC500主要通过其表面羟基、羧基、羰基和酯基,Fe-BC500主要通过其表面羟基和铁羟基,MFS主要通过其中Na Al Si3O8和Al2Si2O5(OH)4表面的硅羟基、羟基和羧基分别与Cu和Cd发生配合反应,进而达到钝化修复Cu和Cd污染土壤的效果.因此,药渣生物炭、铁改性药渣生物炭和麦饭石及其组合材料均可被用于Cu和Cd复合污染土壤修复,但修复机制不同.
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| 关 键 词： | 中药渣生物炭 麦饭石 土壤 黑麦草 铜 镉 修复机制 |
| 收稿时间： | 2019/3/21 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2019/5/8 0:00:00 |
Regulation and Mechanism of a Dregs Biochar Matrix Combined with Maifanite on a Soil-Ryegrass System |
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| XIAO Liang-liang and DING Yuan.Regulation and Mechanism of a Dregs Biochar Matrix Combined with Maifanite on a Soil-Ryegrass System[J].Chinese Journal of Environmental Science,2019,40(10):4668-4677. |
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| Authors: | XIAO Liang-liang and DING Yuan |
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| Institution: | College of Environment and Chemical Engineering, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China and College of Environment and Chemical Engineering, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | traditional Chinese medicine slag biochar maifanite soil ryegrass copper cadmium repair mechanism |
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