稻草生物质炭对3种可变电荷土壤吸附Cd（Ⅱ）的影响

按土重的3%和5%向采自海南和广西的3种可变电荷土壤中添加由稻草制备的生物质炭,混合培养30d后用一次平衡法研究了生物质炭对土壤吸附Cd(Ⅱ)的影响及其与土壤表面电化学性质的关系,旨在阐明生物质炭促进可变电荷土壤吸附和固定Cd(Ⅱ)的机制。结果表明,添加稻草炭显著提高了3种土壤的阳离子交换量(CEC)和土壤pH,并使土壤胶体Zeta电位向负值方向位移。因此,添加稻草炭增加了土壤表面的负电荷量,土壤表面对Cd(Ⅱ)的吸附容量增强,使3种可变电荷土壤对Cd(Ⅱ)的吸附量增加,且Cd(Ⅱ)吸附量的增幅随稻草炭添加水平的提高而增加。Freundlich方程和Langmuir方程可以拟合3种土壤对Cd(Ⅱ)的吸附等温线,但Freundlich方程拟合效果更好,该方程表征吸附容量的参数k也随着稻草炭添加水平提高而增大。研究表明在pH3.0～5.0范围内,稻草炭均增加土壤对Cd(Ⅱ)的吸附量。添加稻草炭提高土壤pH,促进Cd(Ⅱ)的吸附,因为Cd(Ⅱ)的吸附量随pH升高而增加。解吸实验表明,添加稻草炭处理Cd(Ⅱ)的解吸量高于对照处理,说明生物质炭提高了土壤对Cd(Ⅱ)的静电吸附量。     

秸秆改良茶园土壤对氮磷吸附特性的研究

为探讨秸秆不同处理方式对茶园土壤氮磷吸附特性,将破碎秸秆、腐熟秸秆和秸秆炭添加到茶园土壤中,研究了秸秆还田后对茶园土壤氮磷吸附特征的影响。结果表明,不同处理的秸秆添加茶园土壤对铵态氮吸附速率和吸附量大小均为秸秆炭破碎秸秆腐熟秸秆;对磷酸根吸附速率和吸附量大小均为秸秆炭破碎秸秆,腐熟秸秆对磷酸根负吸附。Freundlich方程能更好地描述铵态氮和磷酸根的吸附热力学过程,吸附动力学都符合伪二阶动力学方程。     

不同茶园土壤氟铝的吸附特征

本文通过自然茶园采样，实验室模拟实验，研究了6个茶园土壤铝氟的吸附特征。不同茶园土壤对铝氟的吸附速率均是先快后慢，但吸附平衡时间有一定差异，铝在40 min左右即可达吸附平衡，氟在50 min内可达吸附平衡；不同茶园土壤对铝氟的吸附动力学过程均可以用Elovich方程和双常数方程描述。在实验浓度范围内，随吸附液氟初始浓度的增加，茶园土壤对氟的吸附量均呈上升趋势。在吸附液氟初始浓度＜5 mmol·L-1时，茶园土壤对氟的吸附量增加很快，当吸附液氟初始浓度＞5 mmol·L-1后，茶园土壤对氟的吸附量增加趋于平缓。不同茶园土壤对氟的吸附热力学特征均可用Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程描述，由Langmuir方程所得茶园土壤氟的理论最大吸附量在333～1 110 mg·kg-1之间。在实验浓度范围内，随吸附液铝初始浓度的增加，茶园土壤对铝的吸附量均呈显著上升趋势，但不同茶园土壤对铝的吸附量差异较小，Temkin方程可用于描述茶园土壤铝的吸附热力学特征。     

不同添加量生物炭对酸性土壤镁吸附解吸特性的影响

为研究不同生物炭对酸性土壤镁吸附-解吸特性的影响,采集南方典型酸性缺镁土壤,开展等温吸附、动力吸附、解吸等试验进行探究.结果表明:随着平衡液浓度的增加,土壤镁的吸附量与解吸量增加.施用生物炭后,随生物炭添加量的增加,土壤镁吸附量降低;外源镁浓度不同时,生物炭对土壤镁吸附的影响不同,当外源镁浓度在60～200 mg·L-1时,少量生物炭添加促进土壤镁的吸附;施用生物炭后吸附分配系数Kd降低,与CK对照处理相比,添加生物炭的T1-0.5％、T2-1％、T3-2％、T4-4％处理土壤对镁的吸附分配系数Kd平均值分别降低0.08、0.98、2.98、6.08 kg·L-1;对试验结果进行拟合,发现Langmuir和Freundlich方程均能较好的拟合不同生物炭添加量后土壤镁吸附热力过程,且各处理拟合方程回归系数R2均为0.99.采用的土壤对镁吸附速率较快,在10 min左右便基本达到平衡;对试验结果进行准一级动力方程、准二级动力方程以及颗粒内扩散方程拟合,发现3种动力方程的拟合效果均不理想.当平衡液浓度大于20 mg·L-1后,相较于对照处理,添加生物炭促进了土壤镁的解吸;随着生物炭施用量的增加,土壤镁解吸量减少,一定量的生物炭添加能够提高镁的解吸率,解吸率大小总体表现为:T4＞T1＞T2＞T3＞CK;T4处理镁的平均解吸率最高为14.70％,其次为T1处理11.02％,CK对照处理的平均解吸率最低为10.52％.施用生物炭后,土壤镁的吸附能力受到一定的抑制,解吸能力提高,镁释放量增加,镁的吸附能力与释放能力都随生物炭添加量的增加而下降.     

不同茶园土壤氟铝的吸附特征

本文通过自然茶园采样，实验室模拟实验，研究了6个茶园土壤铝氟的吸附特征。不同茶园土壤对铝氟的吸附速率均是先快后慢，但吸附平衡时间有一定差异，铝在40min左右即可达吸附平衡，氟在50min内可达吸附平衡；不同茶园土壤对铝氟的吸附动力学过程均可以用Elovich方程和双常数方程描述。在实验浓度范围内，随吸附液氟初始浓度的增加，茶园土壤对氟的吸附量均呈上升趋势。在吸附液氟初始浓度〈5mmol·L^-1时，茶园土壤对氟的吸附量增加很快，当吸附液氟初始浓度〉5mmol·L^-1后，茶园土壤对氰的吸附量增加趋于平缓。不同茶园土壤对氟的吸附热力学特征均可用Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程描述，由Langmuir方程所得茶园土壤氟的理论最大吸附量在333～1110mg·kg^-1之间。在实验浓度范围内，随吸附液铝初始浓度的增加，茶园土壤对铝的吸附量均呈显著上升趋势，但不同茶园土壤对铝的吸附量差异较小，Temkin方程可用于描述茶园土壤铝的吸附热力学特征。     

木薯渣基生物质炭对土壤中阿特拉津 吸附特性的影响

以木薯渣为前驱物,采用持续升温限氧法制备了不同温度(350、550、750益)的生物质炭(BC350、BC550 和BC750),并对其结构和成分进行了表征。基于guideline106 批量平衡法,研究了生物质炭对砖红壤中阿特拉津吸 附行为的影响。结果表明,阿特拉津的吸附动力学是一个先快后慢的过程,生物质炭施用可缩短阿特拉津达到吸 附平衡的时间,施入量越多,达到饱和的时间越短。施入量相同条件下,最早到达平衡的处理是BC750,BC550 次 之,BC350 最后达到饱和。伪二级动力学方程能较好地描述生物质炭对砖红壤中阿特拉津的吸附动力学特性（R2> 0.864）。阿特拉津在生物质炭土壤中的吸附等温线表现为非线性,分配作用和表面吸附作用联合是主要机制。在土 壤中添加3%和5%BC750 的处理用Temkin 方程拟合最佳,其余处理均符合Langmuir 方程和Freundlich 方程。logKF 值随着生物质的量增加而逐渐增大。对于不同温度制备的生物质炭,logKF 的大小顺序表现为BC750>BC550> BC350,说明土壤中阿特拉津的吸附能力与生物质炭的热解温度有关。此外,阿特拉津的吸附-解吸过程存在明显 的滞后现象,滞后系数HI 均大于1,且表现为BC750>BC550>BC350。因此,土壤中阿特拉津的风险评价和修复需 考虑滞后现象。     

农业废弃物制备生物质炭对奶牛养殖废水中氨氮吸附行为研究

将玉米秸秆、花生壳、瓜子壳经高温炭化并活化后制成生物质炭,以奶牛养殖废水UASB反应器出水中的氨氮为吸附质,研究不同生物质炭对氨氮吸附动力学机理探讨。通过对动力学数据进行分析,根据相关系数R2比较发现准二级动力学方程比准一级动力学方程能更好的拟合动力学数据。Weber-Morris扩散模型拟合结果发现三种生物质炭对氨氮的吸附包括表面吸附和颗粒内扩散两个过程。吸附等温线拟合发现Freundlich方程R2分别为0.987,0.991,0.990能很好的描述生物质炭对氨氮的吸附过程。而Langmuir方程被证实不适合模拟研究中三种生物质炭对氨氮的吸附。花生炭被证实吸附量和吸附速率均大于玉米秸秆炭和瓜子炭。     

不同培养条件下生物炭对磷吸附解吸能力的影响

将350℃和600℃2种不同裂解温度下的芦苇秸秆生物炭作洗涤和未洗涤处理后,与巢湖十五里河河口湿地土壤进行网隔培养,培养的水分处理分为:淹水、干湿交替和75%田间持水量,共得到12个样品。对培养后生物炭进行磷素吸附-解吸实验,采用Langmuir和Freundlich吸附模型分析处理3种水分培养后的生物质炭对磷的吸附-解吸差异。结果表明:吸附量均随磷平衡浓度的增加而增大,且淹水的吸附量远远大于75%田间持水量。Langmuir和Freundich方程均能很好地描述12种不同处理的生物质炭对磷的等温吸附过程。淹水的各个拟合参数均高于干湿交替和75%田间持水量。解吸量均随添加磷浓度的增大而增大,解吸率随添加磷浓度的增加而减少。淹水的解吸量和解吸率均高于干湿交替和75%田间持水量。     

不同作物原料生物质炭对溶液芘的吸附特性

采用小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳低温热裂解生成的生物质炭,通过控制吸附时间、溶液初始质量浓度和投加量,研究了不同作物原料生物质炭对芘的吸附性能,并比较了三者的解吸率。结果表明:3种生物质炭对芘的吸附约经12 h达到平衡,吸附动力学过程符合Lagergren准二级反应动力学模型;等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,且前者拟合程度稍好;玉米秸秆炭、小麦秸秆炭和花生壳炭在25℃下对芘的饱和吸附量分别为1667、714、370μg·g-1;在生物质炭投加量为500 mg·L-1时,3种生物质炭对芘的去除率均在90%以上;将吸附达平衡后的生物质炭进行连续6 d的解吸,发现3种生物质炭对芘的解吸率均在7%以下。因此,作物秸秆,尤其是玉米秸秆,热裂解成生物质炭可望作为去除水体多环芳烃污染的新型吸附材料。     

茶渣生物炭对茶园酸性土壤氮吸附—解吸特征及土壤酸性改良的影响

为了探究添加茶渣生物炭对酸性茶园土壤氮吸附—解吸特性的影响,通过开展室内茶园土壤培养试验及等温吸附和解吸试验,分析不同热解温度（400 ℃、500 ℃、600 ℃）及不同添加配比（0.25%,0.5%,1.0%和2.0%）茶渣生物炭对酸性茶园土壤的理化性质及氮素吸附解吸特性的改良效果。结果表明,随着茶渣生物炭添加量增加,土壤pH、总有机碳、盐基饱和度、阳离子交换量、交换性钙和交换性镁含量显著增加;随着茶渣生物炭热解温度升高,土壤pH、总有机碳含量和盐基离子含量逐渐增加。茶渣生物炭对土壤铵态氮有明显的吸附作用,通过Langmuir方程可以对其吸附等温线进行较好的拟合（R2=0.968~0.987）;随着吸附溶液中铵态氮浓度的增加,土壤对铵态氮的吸附量增加,吸附常数下降;土壤铵态氮的吸附分配系数（Kd）随着茶渣生物炭添加量增加逐渐升高,随着生物炭热解温度升高逐渐降低。土壤对铵态氮的解吸量在不同生物炭添加量处理中变化趋势为0.25%>1%>0.5%>2%;随着生物炭热解温度升高,土壤对铵态氮解吸量均升高;土壤对铵态氮吸附能力与土壤pH、总有机碳、交换性钾、交换性钙、盐基饱和度呈显著正相关（P<0.05）,解吸能力则相反。研究表明,实际应用中应根据土壤改良的目的,优选茶渣生物炭添加配比及制备温度以达到最佳效果,对土壤保肥及提高土壤养分的利用率具有重要意义。     

茶叶氟含量与茶园土壤特性的相关性及其影响因素

通过对青岛地区10个典型茶园中的茶叶氟含量和土壤水溶性氟、pH、交换性酸及交换性阳离子等的测定,分析了茶叶氟含量与土壤特性的相关性,并探讨了土壤水溶性氟和交换性酸的主要影响因素。结果表明,茶园土壤水溶性氟和交换性酸含量与茶叶氟含量呈显著正相关性(P<0.05),是影响茶叶氟含量的关键因素。土壤交换性H⁺和交换性Na⁺与土壤水溶性氟含量呈显著正相关性(P<0.05),是影响土壤水溶性氟含量的主要因素。土壤交换性Al³⁺与交换性酸呈极显著正相关性(P<0.01),pH、交换性Ca²⁺、交换性盐基总量和盐基饱和度与交换性酸含量呈极显著负相关性(P<0.01),是土壤交换性酸含量的主要影响因素。研究结果可为茶园土壤改良及降低茶叶氟含量的质量安全风险提供依据。     

花生壳生物炭对硝态氮的吸附机制研究

以花生壳为原料,300℃热解条件下制得生物炭。通过批量平衡吸附试验,结合吸附前后FTIR、XPS图谱表征分析探索硝态氮(NO-3-N)在生物炭表面的吸附机制。结果表明,生物炭对NO-3-N的吸附显著受溶液pH值影响,当pH6时有利于吸附的进行。随溶液初始NO-3-N浓度增加,生物炭对其吸附量逐渐增加,在初始浓度800 mg·L-1的吸附体系中,最大吸附量达40 mg·g-1,Freundlich方程可较好地拟合(R2=0.975)生物炭对NO-3-N等温吸附过程,吸附为非均一的多分子层吸附;生物炭对NO-3-N的吸附可在30 min达到平衡,伪二级动力学方程能够较好地描述吸附动力学过程,表明吸附以化学吸附为主。FTIR、XPS图谱分析表明,生物炭表面分布的羟基(-OH)、芳香环羰基(-C=O)及脂肪族醚类(-O-)等官能团参与了吸附过程,且与之相连的C原子结合能均增加。结合生物炭表面金属离子分布状况,综合分析认为,通过氢键形成和金属桥键作用是生物炭对NO-3-N吸附的主要机制。     

几种土壤的氟吸附特性研究

采用室内试验方法,研究了4种土壤对氟吸附的特性。结果表明:(1)不同土壤对氟的吸附能力差异很大,随着初始浓度的增大,吸附量明显增大,净吸附量、解吸量也增大,表现为黄壤>红壤>紫色土>石灰土;土壤氟的解吸率随初始浓度的增大而增大,不同土壤间大小次序是石灰土>紫色土>红壤>黄壤。(2)土壤吸附氟后的平衡溶液pH值随氟加入浓度的增大而上升,不同土壤间次序是:石灰土>红壤>紫色土>黄壤。(3)拟合结果表明,Langmuir方程能够较好地拟合土壤对氟的吸附等温线。(4)土壤中氧化物是氟的重要吸附剂,对土壤氟吸附有重要贡献。(5)低分子有机酸对氟吸附的影响一方面表现为阴离子的竞争作用,另一方面表现为酸性条件下的促进作用。     

外源有机质存在下钙铝交互作用对茶园土壤铝的吸附能力与活性的影响

通过实验室模拟,研究不同含量外源有机质存在下(5%、10%和15%),钙铝交互作用(钙/铝摩尔浓度比为1∶2、1∶1和2∶1)对茶园土壤铝的吸附能力和活性的影响。结果表明,钙铝交互作用显著增加了茶园土壤对铝的吸附量,外源有机质对钙铝交互作用下茶园土壤铝的吸附作用影响不明显;钙铝交互作用使茶园土壤水溶态铝含量增加,交换态铝含量下降,且随钙/铝比的增大交换态铝含量下降越显著;但外源有机质使钙铝交互作用下茶园土壤的水溶态铝含量下降,同时交换态铝含量显著增加。总的看,外源有机质使钙铝交互作用下茶园土壤活性铝含量增加,且随外源有机质含量的增加,活性铝含量增加的越显著。     

氮肥对茶园土壤氟赋存形态及转化的影响

为研究不同水平氮肥对茶园土壤氟赋存形态及转化的影响,以皖南十字铺茶场红黄壤茶园0~15 cm土壤为对象,设置N0P0K0(CK)、N0P1K1(N0)、N1P1K1(N1)、N2P1K1(N2)、N3P1K1(N3) 5个处理,进行了室内盆钵培养试验,通过分析施肥10、20、30、50、70、90 d后土壤水溶态氟、交换态氟、铁锰结合态氟、有机结合态氟含量、铵态氮含量、土壤pH值,研究施肥对茶园土壤氟赋存形态及转化的影响。结果表明:与CK相比,氮肥与磷钾混施(N1、N2、N3)在短期内(10 d或20 d)使土壤水溶态氟含量降低,交换态氟、铁锰结合态氟、有机结合态氟含量增加,20 d之后土壤水溶态氟增加,交换态氟、铁锰结合态氟、有机结合态氟含量降低,对水溶态氟、交换态氟的影响效果随时间增加而增加,一般施氮量越大影响效果越明显;土壤水溶态氟含量与氮肥施用量成中度正相关,交换态氟与氮肥施用量成中、高度负相关;土壤水溶态氟含量与pH值成极显著高度负相关,交换态氟含量与pH值成极显著高、中度正相关。因此,氮肥在土壤中的转化过程改变了土壤环境pH值,从而影响土壤氟的形态转化和有效性。     

环丙沙星在盐碱土中吸附特性的研究

采用OECD guideline 106批平衡吸附法研究环丙沙星在碱土中的等温吸附特性、吸附动力学、吸附热力学以及pH值和Ca~(2+)浓度对其吸附的影响。结果表明环丙沙星在盐碱土中的吸附较好地符合Freundlich方程(拟合系数R~2=0.981),不同初始浓度的环丙沙星在盐碱土中的吸附过程符合准二级动力学方程,吸附常数为1.17×10~(-3)~5.67×10~(-3)kg·min~(-1)·m L~(-1)。吸附过程可分为快速吸附和慢速平衡两个阶段,初始浓度分别为80、100、120 mg·L~(-1)的环丙沙星吸附平衡时间为24 h,平衡吸附比例分别为89.9%、92.2%、92.7%。吸附热力学参数ΔG0且ΔH=-3.58 5 k J·mol~(-1),表明环丙沙星在盐碱土上的吸附为自发的放热反应。随着溶液pH值的升高,盐碱土对环丙沙星的吸附能力不断减弱,当pH9后吸附能力快速减少。以不同浓度CaCl_2作为背景液,环丙沙星在盐碱土中的等温吸附曲线用Freundlich方程拟合效果较好,lgKf值随着CaCl_2背景溶液浓度的增加而减小,且环丙沙星初始浓度较小时其所受离子强度的影响相对较小。     

玉米根分泌物对喀斯特地区土壤吸附磷的影响

磷是作物生长发育的必要养分,喀斯特地区的土壤中碳酸钙是主要的磷吸附基质,使得喀斯特土壤中可利用的磷含量低。农作物根的分泌物在活化磷的过程中起重要作用。利用平衡法模拟喀斯特地区土壤在有根分泌物存在时的磷吸附反应。结果表明,玉米根分泌物能抑制土壤对磷的吸附,即使得土壤中可供作物利用的磷增加。土壤对磷的等温吸附反应能被Freundlich方程很好地拟合,拟二级速率方程是描述土壤对磷的吸附动力学的最优方程。     

玉米秸秆生物质炭对外源金霉素的吸持与解吸

【目的】针对环境中抗生素污染日益严重的问题,通过室内分析试验研究玉米秸秆生物质炭对外源金霉素的吸持与解吸特性,以期为合理处理含金霉素废水和消减畜禽粪便中四环素类抗生素污染提供理论参考和技术支持。【方法】采用 OECD Guideline106批平衡方法研究了玉米秸秆生物质炭对金霉素的吸持动力学和吸持解吸热力学特征。【结果】玉米秸秆生物质炭对金霉素的吸持动力学过程包括快速反应和慢速平衡两个阶段,适合用伪二级动力学方程进行拟合（平均R2为0.9999）,反应进行12 h时基本达到吸持平衡;不同温度下吸持等温线能用Freundlich方程进行很好地拟合（平均R2为0.9174）,玉米秸秆生物质炭对金霉素有很大的吸持容量（lgKf为3.6575-3.7377)和吸持强度（1/n为0.8647-1.0478）,且均随温度升高而增大,吸持等温线随温度升高由“L”型逐渐趋于线型;生物质炭对金霉素的吸持作用是自发进行的、熵推动的吸热过程,主要吸持机制为物理吸持;金霉素在生物质炭上的解吸率为2.57%-6.99%,且随环境温度的升高显著降低。【结论】玉米秸秆生物质炭能够强烈吸持溶液中的金霉素且解吸率较低,因此玉米秸秆生物质炭对外源金霉素有很好的去除效果。     

湘中典型矿区土壤对锑的吸附特征

[目的]研究矿区土壤对重金属锑的吸附行为。[方法]采取动态吸附的方法,通过改变污染物浓度、p H、吸附时间、温度等条件,研究矿区土壤对重金属锑的吸附特征。[结果]矿区土壤对重金属锑的吸附可以用Langmuir方程、Freundlich方程、Temkin方程进行较好地拟合,其中Langmuir方程的描述效果最优。不同温度试验中,矿区土壤对锑的吸附量的影响从大到小依次为35、25、15℃。随p H的升高,矿区土壤对重金属锑的吸附量逐渐递减。与双常数速率方程相比,Elovich方程更适合描述矿区土壤的动力学吸附过程。[结论]该研究可为预防和治理污染土壤提供科学依据。