不同生物质炭对污灌区土壤铜形态及玉米吸收转运富集的影响

【目的】研究菌糠生物质炭对污灌区土壤重金属铜形态及玉米吸收转运富集的影响,横向比较3种菌糠生物质炭和玉米秸秆生物质炭及水稻稻壳生物质炭对其效果的优劣。【方法】通过盆栽试验,对施用5种生物质炭的山西某污灌区土壤中重金属铜形态及玉米各部位重金属铜含量和玉米各部位对重金属铜元素转运及富集系数进行分析。【结果】5种不同生物质质炭处理土壤中可交换态铜含量均低于空白对照,其中灵芝菌糠生物质炭处理土壤中可交换态铜含量最低,为1.005 mg/kg,比空白对照降低31.4%;土壤中碳酸盐结合态铜含量比空白对照均为减少,猴头菇菌糠生物质炭处理土壤中碳酸盐结合态铜含量减少量最多,数值降到5.91 mg/kg,比空白对照降低40.65%;除了猴头菇菌糠生物质炭处理土壤中铁锰氧化物结合态铜含量比空白对照升高2.25%之外,其余4种处理土壤中铁锰氧化物结合态铜含量均有所下降;有机结合态铜含量变化不一致,残渣态铜含量比空白对照均有所上升,上升最多的是猴头菇菌糠生物质炭处理的土壤,含量为104.55 mg/kg,比空白对照增加15.76%;各处理之间玉米对铜元素的转运系数均小于1,不同处理玉米对铜的富集系数变化均不统一。【结论】5种不同生物质炭均可以增加土壤中非活性态重金属铜含量,并降低活性态铜含量,为有效利用生物质炭、降低重金属污染土壤中铜的有效性提供一定的科学依据。

不同菌糠生物炭对水体中Cu^2+、Cd^2+的吸附性能

以菌糠废弃物为原料,采用限氧裂解法在500℃条件下制备香菇菌糠、猴头菇菌糠和平菇菌糠生物炭(LEBC、HEBC和POBC).利用SEM、XRD和FTIR等方法对吸附剂进行了表征;通过吸附动力学、等温吸附、生物炭酸化实验探究了3种菌糠生物炭去除水溶液中Cu2+、Cd2+的效果及机理.结果表明,在溶液初始pH 2—3时,3种菌糠生物炭对溶液中Cu2+、Cd2+的吸附量急剧增加.LEBC、HEBC、POBC对Cu2+、Cd2+的吸附符合准二级动力学模型,对Cu2+的吸附速率分别为10.15×10-3、7.08×10-3、0.69×10-3 mg·g-1·min-1,对Cd2+的吸附速率分别为6.53×10-3、5.19×10-3、0.26×10-3 mg·g-1·min-1.不同浓度下LEBC、HEBC、POBC对Cu2+的吸附符合Langmuir模型,最大吸附量依次为56.74、11.98、77.32 mg·g-1;而Cd2+的吸附符合Freundlich模型,最大吸附量依次为74.26、36.49、70.2 mg·g-1.LEBC在较短的时间内能达到较大的吸附量,可作为去除水体中Cu2+、Cd2+的优质吸附剂.XRD和FTIR等分析结果表明生物炭对Cu2+、Cd2+的吸附机制包括物理吸附、阳离子-π作用、官能团络合及沉淀.3种生物炭经酸化处理后,对Cu2+、Cd2+的吸附能力显著下降,表明生物炭中碳酸盐引起的Cu2+、Cd2+表面沉淀在吸附过程中起重要作用.