土壤综合改良措施对科尔沁风沙土保水保肥能力的影响

科尔沁沙地是我国东北部严重的荒漠化土地,也是京津风沙源地之一。为了探讨土壤改良剂组合(黏土、有机肥、腐植酸)对风沙土的改良效果,通过田间小区试验的方法,研究不同用量配比的有机改良材料对风沙土保水保肥性及玉米生长状况的影响。结果表明:土壤改良剂组合在施用黏土、有机肥、腐植酸分别为150 t·hm~(-2)、30 t·hm~(-2)和3.75 t·hm~(-2)时,可以显著提高风沙土的持水性、保肥性,促进玉米植株生长,提高产量,其增加幅度分别为:46.61%、197.59%、36.67%和70.08%。与对照相比,施用土壤改良剂可以显著提高玉米拔节期叶片SPAD值(叶绿素的相对含量),其增幅达69.32%~91.63%。因此,认为黏土、有机肥与腐植酸复合改良剂,有利于维持较高的土壤生产力,同时,对该地区沙土培肥具有重要作用。     

三种不同生物质炭对2,4-二氯苯氧乙酸吸附特性的研究

以植物类生物质原料(玉米秸秆和毛杨树叶)、城市污泥两类原材料在400℃条件下制备生物质炭(秸秆、毛杨树叶以及城市污泥三种生物质炭分别表示为J400、Y400和W400),使用酸洗法去除生物质炭表面灰分优化生物质炭,采用批量吸附实验的方法分析三种生物质炭对2,4-二氯苯氧乙酸(简称2,4-D)的吸附特性,并结合元素分析及显微红外等分析方法,探讨生物质原料对生物质炭吸附2,4-D吸附特性的影响。结果表明:三种生物质炭的元素含量、O/C、H/C和(H+O)/C存在差异,大小顺序均为W400Y400J400,表明秸秆生物质炭具有更强的疏水性和更低的极性,有利于提高生物质炭对有机物的吸附能力。吸附试验显示秸秆生物质炭、杨树生物质炭、污泥生物质炭对2,4-D的吸附特性及吸附能力不同,吸附量大小依次为2.732、2.650、2.633 mg·g(-2)。三种生物质炭的红外光谱结果相似,但在O-H、饱和C-H和不饱和C-H面外振动等处存在差异;污泥生物质炭在吸附2,4-D后多处位点的吸收峰发生变化,而杨树和秸秆生物质炭发生变化的位点较少;污泥生物质炭与其他两种生物质炭对2,4-D的吸附机制差异较大。     

碳酸钾添加比例对玉米秸秆生物炭表面特性的影响

在600 oC的热解温度下通过添加不同比例的碳酸钾制备活性生物炭。对比分析了碳酸钾活化生物炭（KBC）和普通生物炭（BC）的特性，包括生物炭红外光谱特征、表面官能团、比表面积和孔径分布及吸附动力学过程等。结果表明，经碳酸钾活化的生物炭比表面积大为提高，最高达到566 m2?g-1（KBC-2-600），而普通生物炭（BC600）的比表面积仅为86.8 m2?g-1，KBC600系列的介孔孔容和微孔孔容均显著的高于BC600，介孔孔容平均扩大了16倍，微孔孔容平均扩大了4倍，同时提高了微孔率。经碳酸钾活化的生物炭表面官能团的数量和饱和度发生改变，在1 256 cm-1～3 414 cm-1处，官能团的总体含量均低于普通生物炭，酯类羰基消失，形成氢键的能力减弱，非饱和醚类增加，芳香性和非极性提高，此表面特征更有利于吸附非极性芳香类污染物。对萘吸附的动力学实验表明，BC600和KBC-4-600均适合拟二级动力学模型拟合，经碳酸钾活化后，生物炭的吸附性能提高，颗粒内扩散模型拟合结果表明，经碳酸钾活化后，生物炭内部孔隙复杂程度和数量均得到提高。碳酸钾活化的生物炭表面性质优良，作为高效吸附剂用于修复非极性芳香类污染有很大潜力。     

碳酸钾添加比例对玉米秸秆生物炭表面特性的影响

在600℃的热解温度下通过添加不同比例的碳酸钾制备活性生物炭。对比分析了碳酸钾活化生物炭(KBC)和普通生物炭(BC)的特性,包括生物炭红外光谱特征、表面官能团、比表面积和孔径分布及吸附动力学过程等。结果表明,经碳酸钾活化的生物炭比表面积大为提高,最高达到566 m2 g-1(KBC-2-600),而普通生物炭(BC600)的比表面积仅为86.8 m2 g-1,KBC600系列的介孔容积和微孔容积均显著高于BC600,介孔容积平均扩大了16倍,微孔容积平均扩大了4倍,同时提高了微孔率。经碳酸钾活化的生物炭表面官能团的数量和饱和度发生改变,在1 256 cm-1~3 414 cm-1处,官能团的总体含量均低于普通生物炭,酯类羰基消失,形成氢键的能力减弱,非饱和醚类增加,芳香性和非极性提高,此表面特征更有利于吸附非极性芳香类污染物。对萘吸附的动力学实验表明,BC600和KBC-4-600均适合以二级动力学模型拟合,经碳酸钾活化后,生物炭的吸附性能提高,颗粒内扩散模型拟合结果表明,经碳酸钾活化后,生物炭内部孔隙复杂程度和数量均得到提高。碳酸钾活化的生物炭表面性质优良,作为高效吸附剂用于修复非极性芳香类污染有很大潜力。