污泥生物炭作为土壤改良剂的研究进展与展望

用污水污泥生产生物炭并应用于土壤改良,是一种经济有效的土壤修复方法,具有提高土壤肥力、固定重金属、增加土壤生物量等效果。为了深入评估污水污泥基生物炭在土壤应用中的可行性,论述了污泥生物炭的制备方法与性质,探讨了污泥生物炭施入土壤后对土壤理化性质、重金属污染及有机物污染等方面的作用,分析了污泥生物炭作为土壤改良剂的可行性和潜在的危险,并对污泥生物炭研究与应用的方向进行了展望,对促进污泥资源化利用和土壤修复具有现实意义。     

牛粪生物炭对土壤污染改良及修复的应用

通过文献资料分析,阐述了牛粪生物炭自身的理化特性、牛粪生物炭对土壤性能的影响、牛粪生物炭在土壤污染改良及修复的应用状况.文献研究表明,炭化温度和时间是影响牛粪生物炭理化特性的主要因素,牛粪生物炭主要对土壤孔隙度、容重、pH、有机质含量及阳离子交换量等土壤性能的影响显著;目前,牛粪生物炭对土壤重金属污染、有机污染的修复研...     

生物炭复合材料在土壤重金属污染修复领域的研究进展

当前,土壤重金属污染问题已成为了备受国内外关注的环境问题之一.相比于传统单一生物炭,生物炭复合材料具有循环利用性能更佳、吸附能力更强、修复选择性更广等优点,是一种稳定的、应用前景广的土壤重金属污染修复材料.系统性地综述了目前国内外生物炭改性优化方法以及吸附重金属相关机理,讨论了生物炭应用于土壤污染修复领域存在的潜在环境...     

功能性生物炭的制备及其在重金属污染土壤修复领域应用的研究进展

生物炭因其具有含碳量高、孔隙发达、官能团丰富等特点,被广泛应用于改良土壤、增加碳汇、修复环境污染等农业和环境保护领域。近年来,研究发现利用物理、化学或生物方法对生物炭进行改性处理制备具有新性能、新结构的功能性生物炭材料,可以显著提高其吸附能力。本文综述了制备功能性生物炭常用的化学改性处理方法,阐述了功能性生物炭与土壤重金属之间可能存在相互作用机制及功能性生物炭在土壤重金属污染修复中的应用,对功能性生物炭在土壤重金属污染领域今后的研究方向做出了展望。     

生物炭修复石油污染土壤研究进展

石油在其开采、加工和运输过程中,存在石油污染物的排放和溢出问题,污染土壤,严重危害生态环境和人体健康。生物炭因其独特性质,能够以多种方式修复石油污染的土壤。概述了生物炭的特性、去除土壤石油污染物的机理、修复石油污染土壤方式等,对污泥生物炭修复油污土壤未来研究方向进行了展望。     

生物炭对土壤中复合重金属的固化/稳定化研究

土壤重金属污染逐渐变成全球关注的环境问题。而固化/稳定化技术是修复重金属污染土壤快速、有效及经济的方式。概括土壤中重金属的来源和危害、固化/稳定化技术的机理,探讨了以独特物化性质的生物炭作为治理土壤中重金属的固化/稳定化剂时对重金属和砷的处理研究。最后,对未来生物炭的安全性和长期稳定性的研究作出了展望。     

生物炭对农田土壤中酶活性和细菌群落结构的影响研究

利用核桃壳、玉米轴和玉米秸秆分别在250℃、400℃和600℃制备生物炭,以1%(w/w)的施加量添加到农田土壤中,以考察不同生物炭对农田土壤酶活性和细菌群落结构的影响。结果表明:与对照组相比,生物炭通常降低了蔗糖酶和中性磷酸酶活性,对过氧化氢酶影响较小,但是却提高了脲酶活性。对于细菌群落结构而言,生物炭通常降低了土壤中细菌的丰度,而对细菌多样性影响较小。与对照组相比,生物炭(除了玉米轴生物炭)使放线菌丰度降低了5%～15%,伴随着放线菌的减少,变形杆菌、酸杆菌和芽单胞菌的丰度略有增加,表明生物炭改变了土壤中的细菌群落结构。冗余分析(RDA)结果表明,生物炭中的灰分与芽单胞菌门、硝化螺旋菌门、酸杆菌门和浮霉菌门之间均具有正相关关系,而与放线菌门和厚壁菌门均具有显著的负相关关系。变形菌门与土壤中的总氮和可利用氮具有正相关关系,表明变形菌门与土壤中氮循环有关。拟杆菌门与生物炭的(O+N)/C和H/C原子比具有正相关性。生物炭比表面积与绿弯菌门丰度具有正相关关系。因此,在生物炭应用于农田土壤时,应充分考虑生物炭对土壤生态学的影响。     

生物炭对干旱区盐碱土磷淋溶的影响

以干旱区绿洲盐碱土为研究对象,探索玉米秸秆生物炭对磷淋溶的影响。采用室内土柱淋洗试验,设置0%,1%,5%和10%(w/w)四个生物炭添加比例;模拟大气降雨,定期收集淋洗液,分析其中有效磷和总磷的含量。结果显示,与对照组0%相比,5%和10%添加比例分别增加了土壤有效磷淋失量610%和630%;增加总磷淋失量分别达到432%和438%;土壤中有效磷增加量为96%和143%。我们的研究表明生物炭施用于干旱区绿洲盐碱土能明显增加土壤中磷的有效性,从而提高磷的利用效率(5%添加比例较为合适)。     

土地利用与碳排放国内外研究进展比较——基于CiteSpace软件的文献计量分析

采用CiteSpace软件对国内外近14年主题为土地利用和碳排放的研究文献进行了文献计量分析。结果表明:国外研究主题的演进依次是微观层面的土地利用碳排放机理认知研究、土壤碳和植被碳的有机碳核算、建立不同的模型模拟或仿真碳排放变化、生物燃料利弊分析;国内研究主题的演进依次是建设用地和农业碳排放的研究、土地利用结构与能源消费的相关关系、特殊区域的碳蓄积变化与土壤碳核算、不同省份或地级市的碳足迹核算,以及城市土地、城市规划和土地管理视角的碳减排研究;减少森林采伐和森林退化碳排放和生物燃料的相关研究成为国外最新的研究前沿,低碳城市、城市规划、低碳交通和低碳发展成为国内研究前沿。     

溶解性有机物影响抗生素吸附的研究进展

不同环境中存在的抗生素会对人类的健康产生威胁。吸附法作为一种高效、简单的抗生素去除技术是目前的研究热点。然而，不同环境中普遍存在的溶解性有机物(Dissolved Organic Matter, DOM)会对抗生素的吸附过程产生影响。对人工合成材料体系(石墨烯和生物炭)和自然体系(土壤和底泥)中DOM对抗生素吸附过程的影响进行了梳理，同时总结了DOM影响抗生素吸附的机理，并对今后的研究趋势进行展望，以期能为环境中抗生素的吸附去除提供一定的参考。     

角蛋白基生物炭对废水中重金属Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

对生活垃圾中废头发制备出的角蛋白基生物炭进行表面分析和吸附应用,为生活垃圾处理与资源化利用提供一种新思路新方法。通过对生物炭进行SEM电镜的分析和对含重金属Ni(Ⅱ)的废水进行吸附研究,确定出角蛋白基生物炭表面性能特征和对含重金属废水的动力学和热力学吸附模拟曲线。角蛋白基生物炭表面结构具有发达的微孔、中孔和大孔,对Ni(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程,以化学吸附占主导。Langmuir和Freundlich模型拟合曲线能较好的描述角蛋白基生物炭对Ni(Ⅱ)的等温吸附。得到的角蛋白基生物炭对含重金属Ni(Ⅱ)的废水具有吸附作用。为城市污泥堆肥应用、土壤有机碳含量的调整和大气污染物的吸附剂提供依据,具有一定的实际意义。     

小麦秸秆生物炭对石油烃污染土壤的修复作用

以小麦秸秆为原材料,在300℃下缺氧裂解3、6、8 h制备生物炭,比较了3种生物炭的产率、pH值、灰分以及C、H、N元素含量,表征了300℃、6 h生物炭的表面形态,并用其作为修复材料,对大港油田的石油污染土壤进行修复。结果表明,随裂解时间的延长,生物炭产率下降,pH值升高,灰分含量增加,H/C值下降,但产率、pH值、灰分和H/C值都是从3h到6h差异显著,6h到8h差异不显著。C元素含量先升高后下降。石油污染土壤经生物炭修复14 d和28 d后,总石油烃降解率分别为45.48％和46.88％,均显著高于对照组。修复14 d后土壤中的萘、苊、苯并[a]蒽、屈、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘也都有不同程度的下降,其中苯并[a]芘含量下降幅度达98.18％,其他几种PAH的降解率也都高于对照组,28 d后这些PAH的含量又有上升趋势。这说明小麦秸秆裂解时间对生物炭的性质有影响;300℃、6 h生物炭可以用来修复石油污染的土壤。     

生物强化技术在污水处理中的应用

生物强化技术是一种利用生物治理废水的高效技术,在废水治理中具有广阔的应用前景。其作用机理是通过在污水中加入优势高效菌种来增加和改善处理系统的能力。文章介绍了生物强化技术的作用机理以及在废水治理中的应用效果,利用实验评价了生物强化作用的效果,并总结了应用中存在的问题。     

新烟碱类杀虫剂污染土壤修复的研究进展

近年来因为新烟碱类杀虫剂的过度施用,其残留或转化的物质在土壤中大量累积,影响到昆虫等生物的生理行为,进而导致一系列的生态问题。介绍了新烟碱类杀虫剂的作用机理,并对比分析了其在土壤中的残留现状。重点阐述了采用生物降解的方法修复新烟碱类杀虫剂污染的土壤,以及新烟碱类杀虫剂在微生物体内主要通过羟基化、硝化还原、氰基的水解、去甲基化、脱氯反应这几个过程实现快速降解,同时梳理了新烟碱类杀虫剂生物降解的关键问题与前沿研究进展。     

生物质炭与土壤的相互作用对BDE-47吸附行为的影响

本研究将人工制备的生物质炭以0%~2%范围的量添加到受试土壤中,通过比较生物质-土壤体系的理论吸附容量和实际吸附容量,初步阐明生物质炭与土壤的相互作用对BDE-47在土壤中的吸附行为的影响。当生物质炭的添加量为0.1%、0.5%、1.0%时,生物质炭与土壤的相互作用对BDE-47的吸附行为的影响不明显;当生物质炭添加量为2.0%,BDE-47的吸附平衡浓度Ce为0.95μg/L时,生物质炭与土壤的相互作用可以抑制土壤对BDE-47的吸附,使吸附能力降低了33%,而当Ce为9.5μg/L时,生物质炭与土壤的相互作用可以促进土壤对BDE-47的吸附,使吸附能力提高了146%。生物质炭与土壤的相互作用可以影响BDE-47在土壤中的吸附行为,影响程度的大小与生物质炭的添加量和吸附平衡浓度有关。     

纳米材料在环境中的应用及生物毒性研究进展

本文介绍了目前环境中存在的几种主要典型的人工纳米颗粒物的性质特点,并综述了不同纳米材料在水环境污染控制中的应用,同时对纳米颗粒的环境行为及生物毒性相关领域进行介绍,阐述了纳米颗粒对生物的可能致毒机理。最后文章总结了纳米材料在环境中的行为和毒性研究中所存在的问题,并在此基础上展望了需要拓展与深入的研究方向,希望有助于促进纳米材料在环境中的应用、提高对纳米材料环境行为的认识及降低纳米材料的生态风险,推动纳米科技的持续、健康发展。     

李氏禾修复土壤重金属铬污染的研究进展

为合理利用植物修复技术对土壤重金属污染进行治理,有效解决环境问题和能源问题。以李氏禾修复土壤中重金属铬污染为主要论点,对不同培养条件下李氏禾对铬的超富集特性、李氏禾对多种重金属的共富集特性、李氏禾对铬富集的耐性机制、李氏禾生物炭研究及末端处理技术等方面的研究进展进行了综述,并对今后的发展做出了展望,以期为李氏禾的推广和应用提供参考。     

沼渣连续施用对土壤微生物量碳、氮剖面分布的影响

通过"棉花+小麦"轮作施用沼渣的定位试验,研究不同年限的沼渣施用对土壤剖面微生物量C、N(MBC、MBN)分布特征的影响。结果表明:在0~50cm剖面上,施用沼渣1年对0~30cm土壤的MBC、MBN影响较大,能显著提高30~40cm土层土壤MBC、MBN的含量,施用沼渣5年时对40~50cm土层MBC、MBN无明显影响。土壤MBC、MBN含量总体随施用沼渣年限的延长而增加,各土层MBC、MBN含量增幅随着施用年限的延长呈现不同趋势。施用沼渣1年,耕层土壤的MBC/MBN值较习惯耕作增加,施用沼渣3年后,其值呈降低趋势。各土层的MBC/TOC、MBN/TN和MBC的变化趋势基本一致,总体随着沼渣施用年限的延长而增加。针对"棉花+小麦"轮作模式,持续施用沼渣3年更有利于改善0~40cm土层土壤肥力。     

油污土壤微生物生态研究

利用微生物降解土壤中的油等有机污染物的就地生物治理技术受土壤及环境的诸多条件影响,在使用该技术之前,首先要进行油污土壤微生物生态研究,弄清影响微生物处理效果的各种因素。通过对胜利油田油污土壤微生物研究得知：胜利油田油污土壤的ｐＨ值、含水量等指标利于微生物降解原油。土壤优势菌种多为原油降解菌,并且与含油量呈正相关。油污土壤中氮、磷等营养物质含量不足时,向其添加一定数量的营养物质和降解菌,能够提高微生物处理地面溢油的处理效率。     

牛粪生物炭对水中磷的吸附特性及其影响因素研究

以牛粪生物炭为吸附剂,通过静态吸附实验研究牛粪生物炭对磷的吸附特性。研究了pH值、投加量等对牛粪生物炭吸附磷的影响。结果表明,牛粪生物炭吸附磷的最佳初始pH值为6.0;当投加量为0.1 g时,对磷的去除较为理想;通过对动力学数据进行分析,发现准二级动力学(R~2=0.999)比准一级动力学方程(R~2=0.5 886)和Elovich方程(R~2=0.927)能更好的拟合动力学数据,颗粒内扩散方程拟合结果发现牛粪生物炭对磷的吸附包括表面吸附和颗粒内扩散两个过程。吸附等温线拟合发现Langmuir吸附等温方程能很好拟合等温吸附数据,表明生物炭对磷的吸附以单分子层吸附模式为主。