生物炭应用于低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究进展

氮氧化物(NOx)作为主要的大气污染物之一,在大气中容易经过一系列化学反应产生光化学烟雾或其他二次污染物,对生态环境和人类健康构成严重威胁.目前,我国空气污染问题依然严重,其中NOx污染问题未得到有效控制.氨选择性催化还原技术(NH3-SCR)是目前固定源烟气净化领域应用广泛且高效的烟气脱硝技术之一.目前商用V2O5-WO3/TiO2具有温窗较高、VOx具有生物毒性及高温选择性差等缺点.从节能、环保和锅炉匹配等角度看,低温化是SCR技术的发展方向,因此已经引起了国内外众多科技工作者的极大关注.我国作为农业大国,农业废弃物总量大,而农业废弃物可通过多种手段制备出生物炭,因而生物炭具有来源广泛、成本低、环境友好等特点,且生物炭适合开发成催化剂应用于低温NH3-SCR反应.综述了不同生物质源的炭基纳米材料在低温SCR技术中的应用,重点阐述了生物炭的制备工艺、改性等对炭基催化剂脱硝性能的影响;还对生物炭基催化剂的低温NH3-SCR性能、抗硫抗水性能以及反应机理等方面进行了总结.最后,针对生物炭应用于低温NH3-SCR脱硝催化剂所存在的问题,提出了改进意见,并对炭基低温SCR脱硝催化剂今后发展方向和应用前景进行了展望.     

紫云英翻压条件下生物炭基肥配施量对水稻Cd迁移累积的影响

为探究翻压紫云英条件下，生物炭基肥配施量对水稻生长发育和水稻各器官Cd迁移积累的影响。通过盆栽试验，设置5个处理：紫云英替代30%的氮肥+70%氮肥（FNG30，对照）、30%紫云英+10%生物炭基肥+60%氮肥（FNG30B10）、30%紫云英+20%生物炭基肥+50%氮肥（FNG30B20）、30%紫云英+30%生物炭基肥+40%氮肥（FNG30B30）、30%紫云英+40%生物炭基肥+30%氮肥（FNG30B40），研究不同生物炭基肥配施量对早稻生长发育和水稻Cd迁移累积的影响。结果表明：与对照相比，生物炭基肥配施处理均能提高水稻籽粒的产量，且水稻籽粒产量随生物炭基肥配施量的增加而提高；生物炭基肥的配施可降低水稻糙米中的Cd含量，与对照相比，生物炭基肥配施后各处理降幅大小为FNG30B30（29.2%） > FNG30B20（20.8%） > FNG30B40（19.6%） > FNG30B10（8.3%）；生物炭基肥可抑制Cd从水稻根向地上部位的转运，在30%的生物炭基肥配施处理时抑制效果最为明显，且Cd从谷壳到糙米的转运能力最低。综上，在翻压紫云英条件下，配施生物炭基肥能有效降低水稻Cd污染风险，且30%的生物炭基肥配施量时降低稻田Cd污染风险效果最佳。     

翻压紫云英条件下化肥配施生物炭基肥对水稻Cu吸收转运的影响

针对稻田土壤重金属Cu污染问题,在翻压紫云英条件下,探究化肥与生物炭基肥配施对土壤-水稻系统Cu吸收及转运的影响。采用盆栽试验,设置5个施肥处理:对照(CK,不施肥)、常规施氮(CN)、紫云英+氮肥(CNG)、紫云英+有机肥+氮肥(CNGO)、紫云英+生物炭基肥+氮肥(CNGC)。研究了不同施肥处理对早稻五优156生长和重金属Cu吸收特性的影响。结果表明:与CN相比,CNG在无污染和污染土壤中水稻籽粒产量分别提高47.1%和50.1%;与CNG相比,CNGC在无污染和污染土壤中水稻籽粒产量分别提高4.5%和12.8%。单施化肥条件下水稻植株体中Cu的总吸收量最大,且水稻根部Cu含量最高;在污染土壤中,CNG处理下水稻糙米存在一定的重金属污染风险,而在CNGC处理下糙米中Cu含量低于相关食品卫生标准(≤10.0 mg·kg~(-1))。进一步研究表明,翻压紫云英能提高Cu从根向秸秆的转运能力,而在污染土壤条件下Cu从秸秆向谷壳的转运能力会受到抑制。在污染土壤中CN处理下Cu有效态含量最高,CNGC处理比CN处理土壤Cu有效态含量降低39.4%,比CK处理降低17.6%。研究表明,翻压紫云英条件下化肥配施生物炭基肥可以提高水稻产量,抑制水稻对Cu的吸收和转运,降低水稻籽粒中Cu含量,适宜在重金属Cu污染稻田施用。