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为研究生物炭对岩溶区玉米生长、土壤CO2体积分数和排放速率及岩溶作用的影响,通过野外盆栽试验,将蔗渣生物炭分别以土壤质量分数为0%（CK）、0.5%（T1）、1%（T2）、2%（T3）和5%（T4）添加到石灰土中,并栽培玉米。测定玉米生育期中土壤CO2体积分数和排放速率、土壤淋溶水中Ca2+和 质量分数;并测试玉米收割后土壤有机碳质量分数和容重及玉米生物量。结果表明,添加生物炭增加土壤有机碳质量分数,显著降低了土壤容重;2%和5%生物炭添加显著增加了玉米秸秆干重、玉米棒干重和玉米根干重;在玉米苗期,5%生物炭添加显著增加了土壤CO2体积分数和排放速率;在玉米拔节期、抽穗期和成熟期,2%和5%生物炭添加显著增加了土壤CO2体积分数、排放速率以及在此期间收集的土壤淋溶水Ca2+和 质量分数。由此可见,蔗渣生物炭作为岩溶区石灰土改良剂,在一定程度上改良石灰土性质,促进了玉米生长,提高了岩溶区土壤CO2的体积分数和排放速率,加快了岩溶作用。 相似文献
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采用液相还原法成功制备纳米零价铁,并组装出生物质炭负载纳米零价铁复合材料(NZVI/BC)。XRD图谱显示,NZVI/BC由生物质炭(BC)和纳米零价铁(NZVI)两种成分复合而成;SEM图像显示,加入生物质炭之后,NZVI颗粒在炭表面分散良好。研究考察溶液p H值、还原剂投加量、铁/炭比和NO-3初始浓度等因素对NZVI/BC还原性能的影响。结果表明,NZVI/BC显示出优良的还原性能。在相同条件下,反应2 h,NZVI对NO-3的去除率为75%,而NZVI/BC对NO-3的去除率为96%。NZVI/BC是一种具有应用前景的硝态氮净化材料。 相似文献
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黏土掺入生物炭后的持水特性及其影响机制 总被引：1，自引：0，他引：1
生物炭具有疏松多孔、高比表面积和强吸附等特性,在土体改良以及修复受污染土体方面展现出应用潜力。添加生物炭可改善土体结构,进而增强土体持水特性等,其中,生物炭掺量和粒径对改良效果有较大的影响。为了研究生物炭掺量和粒径对生物炭?黏土混合土持水特性的影响,通过蒸汽平衡法控制土样的吸力,确定吸力平衡后土样的含水率和体积等,得到吸湿过程中不同生物炭掺量（0%、5%、10%和15%）、不同粒径范围（＞74、40～74、20～40 μm和＜74 μm）生物炭?黏土混合土在高吸力（3.29～286.7 MPa）范围的土?水特征曲线,并结合扫描电镜（SEM）和压汞（MIP）试验结果分析其微观孔隙结构。试验结果表明：（1）当掺入生物炭的粒径较小时,随着生物炭掺量的增加,土样的持水特性有较明显的提高,随着掺入生物炭粒径的增大,生物炭掺量对土样的持水特性影响不大。（2）当生物炭的掺量较少时,不同粒径生物炭?黏土混合土的土?水特征曲线基本相同,随着生物炭掺量提高,小粒径生物炭对混合土持水特性的影响逐渐显现。（3）由生物炭?黏土混合土微观孔隙结构的演变规律进一步阐释生物炭掺量、粒径对生物炭?黏土混合土持水特性的影响机制。 相似文献
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为了研究不同类型的生物炭对模拟地下水中去除Cr（Ⅵ）的影响，选用杨木、柳木、桃木和松木为原料，分别在300℃和600℃热解温度下，制备不同粒径、经氯化铁改性的和未改性的20种生物炭，设计了一系列批实验，探究不同种类的生物炭对模拟地下水中Cr（Ⅵ）的去除效果；并采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线近边吸收光谱（XANES）研究了生物炭去除Cr（Ⅵ）的机理。结果表明：在300℃下热解制成的改性生物炭，对Cr（Ⅵ）去除率均达到了99.0%以上；和粒径2 mm的生物炭相比，粒径<0.5 mm的生物炭对Cr（Ⅵ）有更好的去除效果；拟一级动力学方程较好地描述了300℃热解温度下杨木铁改性生物炭（FeCl3BC300Y）对Cr（Ⅵ）的去除过程。XANES分析结果表明，FeCl3BC300Y中的铬以三价的形态（Cr（Ⅲ））存在，FTIR分析表明羟基和羧基参与了Cr（Ⅵ）的去除。生物炭通过氧化还原和络合作用去除Cr（Ⅵ）。铁改性生物炭有望作为可渗透反应墙的填充材料，成为修复Cr（Ⅵ）污染地下水的新型材料。 相似文献
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为实现水环境中微囊藻毒素的高性能检测,利用农业废弃物合成了具导电性能的生物炭颗粒,并将其作为导电材料构建了对微囊藻毒素-LR具电化学免疫检测性能的生物模板电极。实验结果表明：该电极具有很好的电催化性能,在电解液中,能够在短时间（5 min）内有效识别微囊藻毒素-LR的存在;利用差分脉冲伏安法检测发现在0.0~5.0 nmol/L的检测范围内毒素浓度与响应电流值呈线性递减关系,且最低检测浓度为0.2 nmol/L。该电极对各类不相关分子及离子具有抗干扰能力,表明了该方法可应用于对微囊藻毒素-LR污染的快速、特异性检测。 相似文献
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土壤含水层处理系统(soil aquifer treatment,SAT)是一种重要的人工回灌地下水方式。以再生水为回灌水源时,水中含有的“三氮”可能会对回灌区地下水造成污染风险。研究各种因素对在SAT中去除再生水中“三氮”的影响具有重要意义。本研究中,通过高200 cm、内径50 cm土柱试验,研究了SAT系统中粒径、干湿比(落干期与淹水期的比值)、在系统表层增加生物炭及渗透流速对实际再生水“三氮”去除效果的影响。结果表明,在干湿比1∶1条件下,实际河道细砂和中细砂柱底部出水中NH4-N平均去除率分别为73%和66%,去除机理主要为吸附和硝化作用,NO2-N基本被去除。系统中硝化作用导致NO3-N浓度升高,出水中NO3-N浓度平均增长了3.0%4.1%。在深度115 cm以上, 中细砂柱内比细砂柱内的硝化作用更强,这导致了更高的NH4-N去除率和更低的NO3-N去除率。延长落干期后(干湿比3∶1),系统具有了更强的复氧能力,促进了硝化作用,使得NH4-N的平均去除率提高了20%,而NO3-N的降低了3%4%,增加了NO3-N污染风险。在中细砂层添加5%重量生物炭后,吸附性能增强,使其对NH4-N平均去除率增加了20%32%,但对NO3-N影响不明显。渗透流速与NH4-N的去除和NO3-N的增加均呈负相关。综合分析可得出,影响SAT系统去除“三氮”的最主要因素是干湿比和渗透流速,在回补水源中NH4-N浓度较高时,可考虑在SAT系统表层添加生物炭以增强其去除效果。 相似文献
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垄沟集雨种植是缓解我国半干旱黄土高原区干旱、水土流失和土壤侵蚀的主要雨养农业技术。小流域水文模拟通常采用径流曲线数(Soil conservation service curve number,SCS-CN)模型。在标准SCS-CN模型中,由于径流曲线数CN值取值未考虑土壤水分动态变化,导致径流预测产生不合理的突变。以甘肃省定西市垄沟微型生物炭集雨垄为研究对象,根据实测降雨-径流数据,采用修正曲线数(Modified curve number,MoCN)法改进标准SCS-CN模型。结果表明:(1)随集雨垄垄宽增加(垄坡减小),标准SCS-CN模型和MoCN模型的CN值增加,随生物炭覆盖量增加,标准SCS-CN模型和MoCN模型的CN值减小;(2)MoCN模型的CN值高于标准SCS-CN模型;(3)MoCN模型的纳什效率系数(Nash-sutcliffe coefficient)较标准SCS-CN模型提高40%~275%,相关系数(Correlation coefficient)较标准SCS-CN模型提高1%~20%。修正曲线数MoCN模型能有效提高模型模拟精度,可为我国半干旱黄土高原区垄沟集雨种植系统地表径流预测及水土保持提供参考。 相似文献
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响应曲面法优化生物质炭去除水溶液中的阿特拉津 总被引：1，自引：0，他引：1
将农业废弃物大豆秆在450℃缺氧条件下热裂解制备生物质炭。采用元素分析仪、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、光电子能谱分析(XPS)等手段对生物质炭进行理化性质分析;应用响应曲面法(RSM)下的中心合成设计(CCD)功能研究4个因素(初始pH、吸附剂质量浓度、阿特拉津质量浓度、温度)对阿特拉津去除率的影响;建立二阶模型,并通过方差分析验证二阶方程的有效性。结果表明:生物质炭表面充满孔状结构,且富含C=C、C-C、CHx、-C-OR、-COOR等官能团;吸附阿特拉津后生物质炭在羟基(-OH)的位置产生了新的吸收峰,推测羟基官能团在吸附过程中发挥了重要作用。RSM法优化最佳吸附去除阿特拉津条件为:初始阿特拉津质量浓度为5mg/L、pH=6.67,吸附剂质量浓度为7.75g/L、温度为32℃;在该条件下阿特拉津的吸附去除率达到92.18%。该研究可为评价施加生物质炭土壤中阿特拉津的迁移规律及阿特拉津污染水体修复提供参考。 相似文献
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