氮、磷面源污染生物炭控制技术

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随着农业生产中氮、磷肥料的投入增加,氮、磷在土壤中不断蓄积,过量的氮、磷汇入地表水,导致地表水体富营养化情况加剧。本文通过吸附试验、土柱淋溶试验,研究竹炭对红壤中氮、磷迁移性的影响以及对氮、磷淋失的抑制作用,寻求酸性红壤地区氮、磷面源污染的生物炭控制新技术。首先,通过吸附动力学实验、吸附等温线实验和吸附影响因素实验研究竹炭对氨态氮、硝态氮、磷的吸附特征和影响因素。结果表明:(1)随着竹炭粒径的减小,竹炭对NH4Cl、KNO3、KH2PO4的去除率增大。(2)氨态氮、硝态氮、磷的去除率随竹炭投入量的增大而增大。(3)随着温度的升高,竹炭对磷的去除率先增大后降低,对氨态氮的去除率缓慢减小,对硝态氮的去除率先增大后降低。(4)随着pH值的升高,竹炭对硝态氮的去除率先升高后降低,对磷的去除率逐渐下降,对氨态氮的去除率逐渐上升。然后,以湖南地区红壤为例,通过土柱淋溶实验,研究了竹炭不同施入量(0%,1%,3%和7%)在红壤中对氨态氮、硝态氮和磷淋溶的抑制作用。结果表明:(1)竹炭的施用显著缓解氨态氮、硝态氮和磷的淋溶流失;随着竹炭施用量的增加,氨态氮、硝态氮和磷的累积淋失量降低。(2)竹炭对抑制氨态氮、硝态氮和磷这3种养分淋失的效果有一定差异;在实际控制过程中,如同时缓解氨态氮、硝态氮和磷的淋失,并考虑控制成本因素,选择竹炭与红壤的质量比为3%时比较合理。竹炭施入土壤,能有效地将易淋失的氮素和磷素固定在土壤中,这不仅抑制了土壤中氮、磷的淋失,减轻了水体富营养化的发生,而且能缓释土壤肥力,提高了肥料的利用率,是一个于环境于农业的双赢举措。
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