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1.
Biochar, a carbon-rich by-product of biomass pyrolysis, is widely recognized as a potential ingredient for soil amendment, fertility, and carbon sequestration owing to its favorable physicochemical properties. The objective of this study was to investigate the chemical and physical properties of biochars produced through pyrolysis at 450°C from agricultural residues available in Northwest Missouri, namely hardwood (HW), corn stover (CR), miscanthus (MS), and horse manure (HM). These properties were assessed through the analysis of pyrolysis yield, pH, volatile matter, fixed carbon, ash and carbon (C), hydrogen (H), sulfur (S), nitrogen (N) contents, trace metal concentrations, surface morphology, surface functional groups, bulk density, and water holding capacity. The biochars derived from HW, MS and CR materials showed high volatile-matter (33–42%), high fixed carbon contents (42–47%), very low ash contents (6–15%), and low bulk density (0.14–0.28 g cm?3) as compared to that of HM. A wide range of trace elements was observed in biochar samples with significant differences in concentrations. In addition, CR, HW and MS biochars displayed a disordered graphitic-like structure with well-developed pores and surface areas of 23, 70 and 90 m2/g respectively, and high water-holding capacity up to 750%, indicating their potential application as a soil amendment.  相似文献   
2.
This research aims to improve erosion control practice in the Loess Plateau, by studying the surface erosion processes, including splash, sheet/interrill and rill erosion in four contrasting soils under high rainfall intensity (120 mm h−1) with three-scale indoor artificial experiments. Four contrasting soils as sandy loam, sandy clay loam, clay loam and loamy clay were collected from different parts of the Loess Plateau. The results showed that sediment load was significantly impacted by soil properties in all three sub-processes. Splash rate (4.0–21.6 g m−2∙min−1) was highest in sandy loam from the north part of the Loess Plateau and showed a negative power relation with the mean weight diameter of aggregates after 20 min of rainfall duration. The average sediment load by sheet/interrill erosion (6.94–42.86 g m−2∙min−1) was highest in clay loam from middle part of the Loess Plateau, and the stable sediment load after 20 min showed a positive power relation with the silt content in soil. The average sediment load increased dramatically by rill and interrill erosion (21.03–432.16 g m−2∙min−1), which was highest in loamy clay from south part of the Loess Plateau. The average sediment load after the occurrence of rill showed a positive power relation with clay content and a negative power relation with soil organic matter content. The impacts of slope gradient on the runoff rate and sediment load also changed with soil properties. The critical factors varied for different processes, which were the aggregate size for splash erosion, the content of silt particles and slope gradient for sheet/interrill erosion, and the content of clay particles, soil organic matter and slope gradient for rill erosion. Based on the results of the experiments, specific erosion control practices were proposed by targeting certain erosion processes in areas with different soil texture and different distribution of slope gradient. The findings from this study should support the improvement of erosion prediction and cropland management in different regions of the Loess Plateau.  相似文献   
3.
黄土高原植被恢复过程中土壤表面电化学性质演变特征   总被引:6,自引:1,他引:5  
土壤胶体表面所带电荷是土壤具有一系列物理、化学性质的根本原因。表面电荷数量、比表面积、表面电荷密度、表面电场强度以及表面电位是土壤胶体颗粒重要性质,影响土壤中物理、化学、生物化学过程。运用带电颗粒表面性质联合分析法,测定黄土高原子午岭地区不同植被类型下土壤表面电荷性质,研究自然植被恢复过程对土壤表面电荷性质的影响。结果表明:随着植被的演替,子午岭林区土壤表面电荷数量、比表面积、表面电荷密度均随植被的恢复增加,变化范围分别为10.88~19.85 cmol·kg~(–1)、40.67~61.71 m~2·g~(–1)和0.22~0.31 c·m~(–2),平均值分别为16.18 cmol·kg~(–1)、54.88 m2·g~(–1)和0.28 c·m~(–2),土壤表面电场强度达108 V·m~(–1)数量级;土壤黏粒、有机碳含量是影响表面电荷性质的主要因素,解释率分别为62.5%和27.9%;土壤基本性质对表面电荷性质的影响由强到弱依次为:黏粒、有机碳、砂粒、全氮、C/N、粉粒、碳酸钙、pH。研究结果对于进一步认识黄土高原土壤颗粒表面性质,加深理解土壤中发生的一系列物理化学过程具有重要意义。  相似文献   
4.
吴英博  李睿  杜伟  田锐  李航  刘新敏 《土壤学报》2018,55(6):1450-1459
基于考虑离子非经典极化作用的离子吸附动力学模型,以可变电荷黄壤颗粒为代表材料,研究了锂离子(Li+)、钠离子(Na+)和铯离子(Cs+)在黄壤颗粒表面的吸附动力学特征,进一步计算了离子在土壤/水界面的扩散距离与表面电化学参数。结果表明:(1)Li+、Na+和Cs+在黄壤颗粒表面吸附仅存在一级动力学过程并存在明显的离子特异性差异,这种差异随着电解质浓度降低而增大;(2)离子非经典极化与体积效应的共同作用决定了离子在固/液界面的扩散距离,在较高浓度电解质中,Na+和Li+的离子体积和极化效应基本平衡,导致Na+和Li+离子间差异不显著,但Cs+由于强烈的非经典极化作用,扩散距离表现为:Cs+Na+≈Li+;在低浓度电解质中,离子非经典极化作用占主导,扩散距离表现为:Cs+ Na+ Li+,表明离子扩散距离在低浓度下差异大,而高浓度下差异不显著;(3)离子扩散距离的差异导致固/液界面电位的不同,Stern电位、电荷密度和电场强度均受到离子扩散距离的影响,表面电位(绝对值)在各个浓度下均表现为:Li+ Na+ Cs+,说明表面电位仅受非经典极化作用的影响。本研究将对土壤/水界面反应理论的完善提供新思路。  相似文献   
5.
不同结构滴灌双向流道灌水器抗堵性能对比试验   总被引:4,自引:4,他引:0  
该文开展滴灌双向流道抗堵性能研究,以提高灌水器对含沙率较高的地表水源的适应性。试验浑水含沙率为30 g/L,经20次浑水试验,设置3种结构参数不同的双向流道灌水器(1#,2#,3#),并对比迷宫式流道灌水器的水力性能和抗堵性能。结果表明:1#、2#、3#双向流道浑水流量分别为清水流量的77.44%,83.35%,85.43%,而迷宫式流道在12次试验后完全堵塞。双向流道灌水器与迷宫式流道灌水器的水力性能及抗堵性能差异显著,且双向流道的水力性能及抗堵性能均优于迷宫式流道;双向流道水力性能越好,抗堵性能越差;流道形式及结构参数是影响灌水器水力性能及抗堵性能的重要因素。试验结束后,观测流道泥沙沉积情况,发现泥沙沉积程度由前段(进口)到后段(出口)逐渐减少;采用电子显微镜分别获取流道前段、中段和后段沉积泥沙样品扫描图像,利用Image Pro Plus 6.0软件分析沉积泥沙样品的粒径组成,发现沿流道方向,粒径(29)0.03 mm的泥沙颗粒质量分数逐渐减小,粒径(27)0.005 mm的泥沙颗粒质量分数呈先减小后增加的趋势;流道沉积泥沙中粒径(27)0.03 mm的颗粒质量分数占92.23%~97.89%,此粒径范围的泥沙颗粒更易在双向流道内沉积,引起堵塞。  相似文献   
6.
为筛选对胡杨幼苗生长有效的地表覆盖物。以1年生胡杨幼苗为试材,设置覆膜(T1)、覆草苫子(T2)、覆沙(T3)和裸地(CK)共4种处理,利用相关性分析和隶属函数值法全面评价3种地表覆盖物对植株产生的效果。结果表明:T1、T2、T3处理均显著提高了不同月份的土壤含水率(P<0.05),平均土壤含水率较CK分别提高了26.1%、27.9%和23.5%;各覆盖均显著提高了成活率、株高及地径的生长,T2增长幅度最大;各覆盖均显著提高了叶片净光合速率(P n)、气孔导度(G s)、蒸腾速率(T r)(P<0.05),生长初期T1值最大,生长中后期T2值最大;T2处理的最大净光合速率(P max)、光饱和点(L SP)最大,光补偿点(L CP)和暗呼吸速率(R d)最低;各覆盖对水分利用效率(W UE)和表观量子效率(A QY)影响较小;植株生长与土壤含水率、P n、G s、P max、L SP呈极显著正相关(P<0.01),综合效果由强到弱顺序为T2、T3、T1、CK。覆草苫子较适宜在胡杨幼苗栽植过程中应用推广。  相似文献   
7.
[目的]通过氧化处理提高活性炭吸附量。[方法]活性炭的表面化学性质可以直接影响活性炭对离子液体的吸附,采用过氧化氢、硝酸、过硫酸铵氧化活性炭(F300),改变其表面的官能团含量,合成过氧化氢改性活性炭(HF300)、硝酸改性活性炭(NF300)、过硫酸铵改性活性炭(SF300),研究其对氯化1-丁基-3-甲基咪唑(Bmimcl)和氯化1-辛基-3-甲基咪唑(Omimcl)的吸附影响。[结果]HF300、NF300、SF300表面的含氧官能团显著增加;HF300、NF300、SF300中SF300对含亲水性阳离子的Bmimcl的吸附效果最佳且提升最为显著,吸附容量由TF300的0.19 mmol/g增加到0.29 mmol/g;HF300、NF300、SF300对含疏水性阳离子的Omimcl的吸附无明显变化。SF300对Bmimcl和Omimcl的吸附均符合Freundlich模型;SF300对Bmimcl和Omimcl的吸附符合准二级动力学,Bmimcl在SF300上的准二级动力学速率常数为0.016 3 g/(mg·min),Omimcl在SF300上的准二级动力学速率常数为0.002 2 g/(mg·min)。无机阳离子(Na~+,Ca~(2+))会抑制SF300对Bmimcl和Omimcl的吸附,且Ca~(2+)的抑制效果强于Na~+。SF300对Bmimcl和Omimcl的吸附量随pH的升高呈现出先升高后变低的变化趋势,对Bmimcl和Omimcl的吸附量分别在pH=7和5时达到最大。[结论]氧化处理可以提高活性炭的吸附量。  相似文献   
8.
吴俊杰 《安徽农业科学》2014,(19):6339-6340
为了了解长江口水中汞污染情况,2013年1 ~ 12月份逐月采集水样以原子荧光法测量其中汞的含量,采用单因子污染指数法评估汞的污染水平.结果表明,长江口水体中汞含量为0.05~0.16 μg/L,平均值达0.09 μg/L,且不同月份浓度变化较大,呈现春夏高、秋冬低的季节变化特征;以地表水Ⅲ类标准(0.1μg/L)为评价标准,单因子污染评价结果显示长江口汞污染全部高于清洁水平,且有5个月处于污染程度,表明长江口水体中汞含量存在潜在健康风险.  相似文献   
9.
[Objective] This study aimed to characterize constituents of phosphorus(P)fractionation as well as reciprocities among factors in sediments of a freshwater shallow lake. [Method] Surface sediment was discretely sampled at 24 sites through Van Veen grabs. Based on a modified sequential extraction scheme, P fractionation was determined as Fe/Al bound P(Fe/Al-P), Ca bound P(Ca-P), solute and reductive P(S/R-P) and organic P(OP). Curve estimation and Pearson product-moment correlation were employed for statistical analysis. [Result] Total P(TP) content ranged from 443 to 774 mg/kg. Inorganic P(IP) was the major component of TP,of which Ca-P was dominated with an average of 51%±9.7%. Average contents of P fractionation were in the following order: Ca-P(51%) OP(29%) S/R-P(8%) Fe/Al-P(7%). The molar ratio of Fe to P was 11- 20, close to the threshold value of P leaching. [Conclusion] In freshwater shallow lakes, IP and Ca-P were prone to be relatively high, whereas Fe/Al-P was low compared with deep lakes. Occurrence of spatially monotonic gradient indicated the primary causation of anthropogenic sources. Imminent sediment P liberation was also expected. Close associations among TP, Fe/Al-P and Ca-P, implying that anthropogenic P was mainly bound to metals in particulates. Significant correlations of TOC and P fractionation highlighted endogenous mechanism and authigenic origin in sediments.  相似文献   
10.
赵玉红  党媛  王振宇 《安徽农业科学》2014,(30):10664-10668,10672
以黑木耳为原料,研究缓冻-传统水提、超低温冻融-传统水提、缓冻-超声和超低温冻融-超声4种提取方法对多糖提取率的影响,并与传统水提法、超声法提取在提取效果和提取物表面形态上进行比较.试验结果表明,通过单因素试验分析,缓冻-传统水提法、超低温冻融-传统水提法、缓冻-超声法和超低温冻融-超声法的黑木耳多糖提取率分别为21.22%、23.60%、7.58%和7.71%,与传统水提法、超声法提取相比较,采用相同提取方法(传统水提)时,提取率为超低温冻融>缓冻处理>超声处理.采用扫描电镜对不同方法提取多糖后黑木耳残渣进行表面形态观察,结果表明,提取率更高的黑木耳组织受破坏程度更大,组织间的裂缝和孔隙增大,组织状态由团状变为片状,片状组织逐渐变薄变细碎,从而有利于多糖的溶出.  相似文献   
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