脱硫石膏改良碱化土壤种植枸杞的效果研究

利用燃煤电厂脱硫石膏改良盐碱地对于废弃物资源化利用和发展循环经济具有重要意义。选择具有典型代表性的宁夏西大滩碱化土壤,采用两因素随机区组田间实验设计,进行脱硫石膏改良碱化土壤种植枸杞的效果实验研究。研究表明脱硫石膏施用量和施用深度不同,对于降低土壤碱化度、总碱度和pH值,改良土壤碱性的效果不同;脱硫石膏施用量不同,对于促进枸杞枝条和径杆的生长不同。施用量24 000 kg/hm2较48 000 kg/hm2提高枸杞枝条生长量10.5%～18.7%、径杆生长量10.5%～18.7%;脱硫石膏施用量24 000 kg/hm2,施用深度60 cm更有利于提高枸杞红果体积、红果鲜重和产量。脱硫石膏施用量24 000 kg/hm2,施用深度60 cm较未施脱硫石膏提高枸杞红果体积、红果鲜重和产量分别为28.3%、15.0%和37.9%。     

水旱轮作原位钝化削减技术修复土壤镉污染

为筛选适用于西南地区水旱轮作土壤Cd污染的修复技术,采用水稻-油菜轮作模式和原位钝化实验相结合的方式,比较了施用石灰、生物炭和羟基磷灰石(HAP)3种常见修复剂对土壤基本理化性质、作物产量及籽粒吸收积累镉的影响。结果表明:3种处理均能显著提高土壤pH,与CK相比,使用石灰、生物炭和HAP后,水稻收获期土壤pH分别提高了1.18、 0.51和0.91个单位,油菜收获期土壤pH分别提升了0.29、0.81和0.63个单位,但在油菜收获期施用石灰和HAP处理的土壤pH出现明显回落,降幅为0.91个和0.30个单位,施用生物炭处理的土壤pH则进一步提高了0.28个单位;3种处理在水稻收获期均能提高土壤有机质含量,其中生物炭效果最佳;3种处理均能显著降低水稻收获期土壤有效Cd含量,与CK处理相比,分别降低了21.84%、34.08%和20.12%,但在油菜收获期施用石灰和HAP处理的土壤有效Cd含量较相同处理在水稻收获期时有所回升,而生物炭则进一步降低了41.76%;石灰、生物炭和HAP处理对作物产量影响不大,但与CK处理相比,稻米中Cd含量分别降低了30.00%、43.33%和38.00%,油菜籽中Cd含量分别降低了21.00%、53.57%和55.90%,施用生物炭和HAP处理效果较佳。综上所述,生物炭修复水旱轮作模式下农田Cd污染效果最佳。     

不同种类生物炭对砷污染土壤的改良效应

采用温室盆栽法考察施入不同生物炭对土壤理化性状、土壤养分以及砷化学形态的影响.结果表明:施入不同种类生物炭均可提高土壤pH,同时生物炭还可提高土壤有机质、阳离子交换量(CEC)、有效磷和速效钾含量,改良土壤性能.4种生物炭对pH影响大小依次为KOH改性生物炭(BC4)>零价铁改性生物炭(BC3)>玉米秸秆生物炭(BC1...     

烟气脱硫石膏和园林废弃物堆肥混合施用对滨海盐渍土壤的改良

为克服烟气脱硫石膏改良盐碱地存在的土壤盐分升高、营养物质降低等不足,通过对不同重量配比的园林废弃物堆肥与适量烟气脱硫石膏混合施用,且开展了其对上海南汇滨海盐渍土的改良效应研究。结果表明：2种改良剂混合施用能显著降低滨海盐渍土pH和全盐含量,增加土壤营养物质含量和植物生物量,并提高植物对营养物质的吸收能力;与对照相比,当烟气脱硫石膏施用量为25 g·kg⁻¹时,土壤pH降低了10.9%,EC升高了8.4%,有效磷、有效氮和速效钾含量分别降低了30.1%、40.5%和36.1%,黑麦草发芽率下降了8.0%,植株内全氮、全钾含量均有所升高,但全磷含量减少了25.4%;混合施加不同重量配比的园林废弃物堆肥后,土壤pH降幅为6.8%~13.8%,EC降幅为4.2%~11.6%;土壤有效磷、有效氮和速效钾含量增幅分别为96.0%~182.7%、40.0%~186.7%和71.7%~157.5%;黑麦草发芽率和生物量逐渐增加,在园林废弃物堆肥施用量为40%时,与对照处理相比,此时植物发芽率达到90.0%,总湿重、地上干重、株高和根长等分别增加了154.1%、100.0%、89.2%和103.6%,植株体内氮和钾含量分别增加了139.9%和40.8%,磷的含量则接近对照处理。通过分析可知,烟气脱硫石膏和园林废弃物混合施用可较好地改良滨海盐渍土壤,并为城市固废的适合处置方式和综合利用途径提供了参考。     

糠醛渣和磷石膏对菱镁矿粉尘污染土壤的改良效果研究

采用盆栽试验,研究糠醛渣、磷石膏及两者混合物施入菱镁矿粉尘污染土壤后,土壤理化性质以及玉米幼苗生长状况、生物量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性的变化,旨在了解糠醛渣和磷石膏对菱镁矿粉尘污染土壤的改良作用与效果。结果表明:糠醛渣和磷石膏均能显著增加土壤中微生物生物量碳和氮,糠醛渣能有效降低土壤p H,增加有机质含量;磷石膏能有效调节土壤水溶性Mg2+/Ca2+。糠醛渣和磷石膏混合施用时,玉米幼苗最大根长、株高、生物量、叶绿素含量及SOD、CAT、POD活性均优于其他处理组。可见,糠醛渣与磷石膏可有效改善菱镁矿粉尘污染土壤理化性质,促进植物生长,且两者混合施用效果优于单施。     

脱硫石膏不同施用量对新疆盐碱土壤改良效果及作物产量的影响

为了探究脱硫石膏改良盐碱土的最佳施用量,以新疆玛纳斯河流域石河子绿洲盐碱地为研究对象,研究脱硫石膏不同施用量对小麦产量以及土壤理化性质的影响,并对脱硫石膏改良盐碱土壤进行安全性评价。研究表明：脱硫石膏施用量2 t·(667 m2)-1（2 t）比施用量为1 t·(667 m2)-1（1 t）、3 t·(667?m2)-1（3 t）更有利于降低土壤容重、增加土壤孔隙度;对土壤pH和电导率降低能力表现为2 t > 3 t > 1 t;2 t处理土壤中Na+、K+、Mg2+含量均低于1 t和3 t处理;脱硫石膏量为2 t·(667 m2)-1对小麦产量增加效果最好,2 t处理较3 t和1 t处理产量分别增加9.48% 和 2.21%,综合评价脱硫石膏施用后对土壤改良效果及作物产量,以施用量2 t·(667 m2)-1作用效果显著。     

生物质炭对污染土壤中的镉生物有效性及阿特拉津消解的影响

通过室内土培实验,研究添加1%在300℃和700℃制备的甘蔗叶生物质炭(BCst-300、BCst-700)和蚕沙生物质炭(BCse-300、BCse-700)对复合污染土壤中镉生物有效性和阿特拉津消解的影响;从土壤pH值、阳离子交换量、有机碳和微生物生物量碳、氮的变化初步探讨添加生物质炭影响土壤镉生物有效性和阿特拉津消解的机理.研究表明,添加生物质炭显著降低了土壤镉的生物有效性,同时加快了阿特拉津的生物降解,培养结束(60 d)时,添加BCst-300、BCst-700、BCse-300和BCse-700土壤中有效镉含量分别比对照降低了23.03%、31.43%、47.84%和38.69%,阿特拉津消解率分别比对照提高了12.45%、7.85%、49.10%和40.76%,其中蚕沙生物质炭对降低土壤镉的有效性以及促进阿特拉津生物降解效果优于甘蔗叶生物质炭,且BCse-300的效果最为显著.相关性分析结果表明,土壤镉的生物有效性与土壤pH值和阳离子交换量呈极显著负相关性,说明提高土壤pH值和阳离子交换量是外源生物质炭降低土壤镉的生物有效性的重要机制;阿特拉津残留量与土壤pH值、阳离子交换量、微生物生物量碳、氮均呈极显著负相关性,表明生物质炭可以通过改变土壤pH值、阳离子交换量、微生物生物量碳、氮从而促进土壤中阿特拉津的降解.     

水稻秸秆炭及组合改良剂对石漠化地区土壤-玉米系统中重金属迁移特征影响

化学固定是重金属污染土壤修复及改良技术之一。通过盆栽实验,研究了水稻秸秆炭及其与石灰、磷酸盐组合改良剂对石漠化土壤-玉米体系中As、Zn和Pb 3种重金属迁移的影响,分析了玉米及土壤重金属含量、形态变化。结果表明,几种改良剂均显著促进了玉米生长,地上部分生物量：水稻秸秆炭 > 石灰+水稻秸秆炭 > 石灰 > 秸秆 > 磷酸盐+水稻秸秆炭 > 磷酸盐 > 对照。水稻秸秆炭、石灰及其组合均能够提高土壤pH值,抑制重金属向玉米地上部分迁移。添加改良剂后土壤中As的弱酸提取态和可还原态含量显著降低,均小于3 mg·kg-1。水稻秸秆炭、秸秆与石灰及其组合均能够降低土壤中重金属提取态和还原态量,能够降低玉米籽粒中重金属的含量,但玉米籽实中Pb依然超标。     

生物质炭与有机物对水稻Cd积累的影响

通过盆栽试验,研究了传统水分管理条件下,生物质炭及牛粪有机肥的不同施用方式对土壤理化性质以及Cd在水稻中积累的影响.结果表明,各处理组土壤氧化还原电位(Eh)随淹水时间增加整体呈下降趋势,pH则波动变化趋近于中性.与对照组相比,有机物的施用能不同程度降低土壤中有效态Cd含量.生物质炭的施用显著降低了糙米中的Cd含量,且...     

钝化材料复配对土壤Cd生物有效性的影响

为了得到效果好的复配钝化材料,采用正交设计,通过培养实验探讨生物炭、粉煤灰、汉白玉3种钝化材料不同复配方式对土壤pH的影响和对镉（Cd）的钝化效果,从中筛选出6种效果较好的复配方式,并以小白菜为供试植物,通过盆栽实验和大田实验探讨了钝化材料复配 对土壤Cd生物有效性的影响。结果表明：3种钝化材料不同复配方式均能显著提高土壤pH,降低土壤有效Cd含量,统计分析发现钝化材料复配过程中对Cd降幅的影响表现为汉白玉>粉煤灰>生物炭。钝化材料添加后,盆栽和大田条件下小白菜可食部位Cd含量均显著降低,综合2种实验条件下小白菜生物量和可食部位Cd含量的变化,1.5%生物炭+1.5%粉煤灰+0.5%汉白玉、1%生物炭+0.5%粉煤灰+1%汉白玉2种复配方式效果最好。     

污泥生物炭对土壤中Pb和Cd的生物有效性的影响

以污泥为原料,在500 ℃缺氧条件下制备污泥生物炭,结合X射线能谱（EDS）、环境扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）等表征手段,分析添加污泥生物炭后污染土壤pH和Pb与Cd化学形态的变化来探究污泥生物炭对土壤中Pb、Cd的固定效果,并用盆栽方式评估添加污泥生物炭对小青菜生物量及体内重金属含量的影响。结果表明：添加污泥生物炭后,污染土壤的pH随平衡时间的延长显著升高;对于单一污染土壤和复合污染土壤,污泥生物炭对Pb和Cd均有较强的固定作用,而污泥生物炭在复合污染土壤中对Pb的固定效果优于在单一污染土壤中;添加污泥生物炭能提高小青菜的生物量,且能有效降低小青菜对污染土壤中Pb和Cd的吸收。     

施用典型有机固废生物炭对土壤重金属生物有效性的影响

将有机固废经热解转化为生物炭,具有改良土壤、促进碳固定、钝化重金属等优点,但有机固废生物炭中被钝化重金属进入土壤后生物有效性尚不明确。采用盆栽方法评估了施用市政污泥、中药渣等典型有机固废生物炭对受纳土壤中重金属有效性及植物吸收、传输重金属的影响。结果表明,施用污泥炭、中药渣炭显著增加了土壤中As、Zn的化学提取有效态含量,从而降低了Cr、Pb有效态含量(P < 0.05),对Cd、Cu、Ni有效态含量也有不同程度的降低趋势;同时,抑制了除Zn以外As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb等6种重金属从土壤向植物的传输、累积,降幅最高达30%。中药渣炭联合污泥炭施用可进一步抑制7种重金属在植物地上部分以及除As、Cr外其他重金属在根中的吸收、累积。本研究结果可为评估有机固废生物炭土地利用的环境风险提供参考。     

生物炭加速餐厨垃圾厌氧消化的机理

为考察生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响并探究其影响机理,采用批次实验,以餐厨垃圾为基质,设置污泥空白组、餐厨垃圾对照组和生物炭实验组。检测系统的甲烷日产量、甲烷浓度、渗滤液pH、电导率、挥发性脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸）和氨氮浓度,并对生物炭进行了表征（pH、表面元素、表面形态和官能团）。结果表明,生物炭的添加使体系的最大日甲烷产量提高24.09%,并保持较高的pH,乙酸、丙酸、丁酸峰值分别降低了10.46%、9.96%和13.79%。生物炭丰富的孔结构为微生物提供了生长位点;生物炭的表面金属元素（K、Ca、Mg）和官能团（—OH、C≡C、—NH、C＝O（C—O）、 CO 3 2 - ）使其具有较高的碱度,从而提高厌氧消化系统的缓冲能力和产甲烷菌活性,进而提高产甲烷速率。     

紫外辐照改性生物炭对土壤中Cd的稳定化效果

以废椰子壳为原料制备生物炭,采用365 nm紫外光辐照改性生物炭,探究改性生物炭对土壤中Cd的钝化效果。通过改性生物炭对溶液中Cd~(2+)的等温吸附实验表明,经过16 h辐照后的生物炭吸附效果最好,对溶液中Cd~(2+)的吸附量可达67.46 mg·kg~(-1)。通过添加不同生物炭含量(0、1%、3%、5%和10%)对土壤中Cd的修复实验发现,生物炭的添加可以提高酸性土壤的pH值,但经紫外辐照改性后的生物炭对pH值改变能力不如未改性生物炭。此外,生物炭的添加可使土壤中弱酸提取态和可还原态Cd向可氧化态转化,紫外辐照改性可显著提高这一能力。改性生物炭对土壤中Cd的钝化与表面含氧官能团有关。     

脱硫石膏对不同质地滨海盐碱土性质的改良效果

研究选取了2种不同质地的滨海盐碱土以及2种不同来源的脱硫石膏,借助土柱淋洗实验方法,分析了不同质地土壤在施加不同石膏后的土壤粒径分布、透气性、水力传导度、pH值以及钠离子累积质量的变化。结果表明：加入脱硫石膏之后,盐碱土中的粘粒比例减少,物理结构得到改善,孔隙度变大,透气性和水力传导能力增强,能够有效加快脱盐过程;比较不同质地的盐碱土改良效果表明,脱硫石膏对粘粒比例较高的土壤改良效果显著强于粘粒比例较低的土壤（p<0.01）,施加2.5%石膏,粘粒比例下降6.5%,透气性提高45%,水力传导度增加185%,pH值降低了1.1,钠离子累积质量增加78%,而粘粒比例较低的土壤改良效果要差于粘粒比例高的土壤。比较不同来源石膏对土壤改良效果表明,石膏中的静态溶出率这一性质是决定脱硫石膏对盐碱土改良效果的重要因素,静态溶出率越高,则凝聚更多的带负电荷的粘粒,实现土壤物理结构快速改善。     

湿法烟气脱硫反应过程的实验研究

在石灰石/石膏湿法烟气脱硫中试台上,系统开展了浆液pH值、飞灰浓度、液气比、入口SO2浓度、烟气速度和氧化方式等对脱硫反应过程影响的实验研究。实验表明,脱硫效率随着石膏浆液pH值、液气比的升高而增加,且入口SO2浓度越高,液气比越低,影响效应越明显;脱硫效率随着烟气速度、烟气温度和入口SO2浓度的增加而下降;石膏浆液中飞灰含量对系统脱硫效率具有一定的促进作用:pH值>5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量相对较低,Fe3+对脱硫反应过渡态催化氧化影响程度较轻,不同工况脱硫效率差别不大。pH值<5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量随pH值降低而增大,增效效果逐渐显著;氧化方式对脱硫反应过程有明显的影响,强制氧化工艺的脱硫效率比自然氧化的高5%左右。     

土壤铜形态和生物有效性对施用生物质炭的响应

采用改进的Tessier方法对土壤Cu形态进行分级,研究了添加生物质炭对土壤重金属Cu形态、生物有效性和小麦生长及生理指标的影响。结果表明,石灰性土壤中Cu主要以碳酸盐结合态、氧化态和残渣态形式存在,三者占土壤Cu的90%以上。添加生物质炭后,土壤中的碳酸盐结合态铜、氧化态铜含量有所减少,但不显著;有机物结合态铜含量增加了131.25%,达到极显著水平,其中主要增加了紧有机结合态。添加生物质炭在培养一定时间后（30 d后）土壤有效态铜含量降低,120天时最大降低幅度达50.66%,添加生物质炭提高了冬小麦的根系重、茎秆干重、籽粒干重和灌浆期旗叶叶绿素含量,降低了根系、茎秆和籽粒的含铜量以及超氧化物歧化酶（SOD）活性,并随着生物质炭施用量的增加有显著性差异。综合看来,生物质炭对土壤铜污染具有钝化作用。     

生物炭对Cd污染土壤的修复效果与机理

通过修复培养实验和BCR连续提取实验研究牛粪生物炭（DM）和水稻秸秆生物炭（RS）对2种镉污染土壤的修复效果、影响因素及修复后的Cd的形态分布,探讨可能存在的修复机理。经56 d修复后,与CK相比,5%添加量的牛粪生物炭（DM5%）和水稻秸秆生物炭（RS5%）使TCLP提取态Cd在S1土壤中分别降低了15%和18%,在S2土壤中分别降低了5%和6%。但生物炭添加量为1%时对S2土壤中Cd无显著修复效果。DM5%和RS5%处理使Cd的酸可溶态在S1土壤中降低8.66%和9.25%,在S2土壤中降低7.86%和13.4%,相应的残渣态在S1土壤中升高8.30%和10.54%,在S2土壤中升高8.67%和14.92%。同时,DM5%和RS5%处理使土壤pH提高了7.69%~13.13%,TCLP提取态P增高了0.046~0.39 mg·g-1。结果表明,添加量为5%的牛粪生物炭和秸秆生物炭可有效修复Cd污染土壤。     

氧化镁、生物炭与钙镁磷肥对Cd污染农田土壤的协同钝化修复

基于西南地区某实际Cd污染农田土壤探究3种修复材料(氧化镁、生物炭与钙镁磷肥)单独及联合使用对Cd的钝化效果，重点探究材料联合使用时投加比、养护时间、养护方式以及养护含水率对Cd污染农田土壤钝化修复效果的影响。结果表明，氧化镁、生物炭与钙镁磷肥联合使用对农田土壤中有效态Cd的钝化修复效果较3种材料分别单独使用更显著。3种材料联合使用(以质量比1∶1∶1配制)投加比(以质量分数计)为0.5%,采用密闭养护方式养护5 d且养护含水率为60%,该实际农田土壤中有效态Cd含量降低了42.1%,远超出一般农田修复与风险管控项目对有效态Cd降低10%～30%的修复目标要求。     

利用氯化锌和硫改性玉米秸秆生物炭稳定汞污染土壤

以玉米秸秆为原料,氯化锌(ZnCl2)和硫(S)为改性剂,使用限氧热解法制备改性生物炭,并利用正交实验优化改性生物炭的制备条件;以浸出液汞浓度和汞形态含量变化为指标,评价改性玉米秸秆生物炭对汞污染土壤的稳定化效果,并确定了改性生物炭的最佳添加量.结果表明,通过Zn1Cl2和S的改性可以提高生物炭对土壤中汞的稳定化能力;...