Cd在吉林省3种典型土壤上的吸附及其影响因素研究

为了解Cd在不同土壤类型中的吸附特性,通过批量平衡吸附试验,探究了重金属Cd在吉林省盐碱土、黑土和白浆土3种典型土壤中的吸附行为及不同影响因素对Cd吸附特性的影响。结果表明:Cd在3种土壤中的吸附过程用Langmuir模型拟合最优,且对Cd的最大吸附量顺序为盐碱土黑土白浆土;与准一级动力学方程相比,准二级动力学方程对3种土壤吸附Cd的拟合效果更好,说明3种土壤对Cd的吸附过程是多重吸附共同作用的结果;Cd在3种土壤中的吸附均为自发、吸热和无序反应;在试验pH范围内(3.0～11.0),3种土壤对Cd的吸附量呈现先增加后趋于平衡的趋势;Al~(3+)和Ca~(2+)浓度的增加均使3种土壤对Cd的吸附量减少;添加生物质炭后3种土壤对Cd的吸附量增加。     

添加改性生物炭对黑土氮素吸附及淋溶特性的影响

【目的】探究金属离子改性生物炭对黑土氮素吸附和迁移特性的影响。【方法】以玉米秸秆为原材料，在450 ℃煅烧1.5 h条件下制备生物炭(BC)，分别用KCl、ZnCl₂、FeCl₃溶液对其进行金属离子负载改性(分别命名为K-BC、Zn-BC和Fe-BC)，并进行表征分析和氮素吸附试验，筛选出最佳改性生物炭；然后在黑土中添加质量分数0.3%的最佳改性生物炭(TB)，以黑土作为对照(CK)，探究这2个吸附体系的氮素吸附和迁移特性。【结果】Fe-BC对NO^-₃N和NH⁺₄-N的吸附量分别为24 632.79和5 253.68 mg/kg，确定Fe-BC为最佳金属离子改性生物炭。Fe-BC的比表面积和平均孔径较BC提升了9.35和6.67倍。CK和TB在pH为3时对NO^-₃-N的吸附量最大，CK在pH为9时对NH⁺₄-N的吸附量最大，TB在pH为5时对NH⁺₄-N的吸附量最大。相较于准二级动力学方程，Elovich方程均能更好地描述CK、TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附动力学特征；相较于Freundlich方程，Langmuir方程均能更好地描述CK、TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附等温线；CK、TB对NO^-₃-N的吸附反应是自发、放热且无序的，对NH⁺₄-N的吸附反应是自发、吸热且无序的。在氮素迁移试验中，TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的累积淋失量分别比CK减少53.19%和30.54%。【结论】黑土中添加Fe-BC可以有效增加对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附量，降低黑土中NO^-₃-N和NH⁺₄-N的淋失量，从而有效减少黑土中氮素的流失。