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为了解决牛养殖业生产过程带来的牛粪利用难题和扩展牛粪在水土氮素污染修复的资源化利用途径,本文以牛粪为原料,进行了牛粪生物炭的制备及其性能分析、对土壤氮肥淋失抑制和水中氨氮吸附作用研究,具体结果如下:牛粪制备生物炭研究表明,牛粪制备生物炭产率从200℃的70%下降到700℃的55%、0.5h的84.25%下降到1.5h的69.5%、100℃·h-1的70.54%下降到500℃·h-1的67.11%,而灰分从200℃的20%左右增加到700℃的35%左右、0.5h的18.21%增加到1.5h的23.52%、100℃·h-1的21.47%增加到500℃·h-1、25.52%。对牛粪生物炭性能分析表明,牛粪生物炭p H从制备温度200℃的8.15提高到700℃的9.55;电子显微镜扫描(SEM)、质谱分析(EDS)表明牛粪生物炭比牛粪具有更发达的管状孔洞结构,K,Ca碱性物质含量增加了200%和10%;单施生物炭处理(C)和生物炭化肥混施处理(CCF),与空白处理(CK)相比,种植后p H值、有机质、持水量、CEC分别增加了分别提高了0.9和0.56单位、61.9%和45.5%、6.29%和7.01%、42.9%和44%,容重分别下降了17.1%和18.6%,蔬菜的鲜重在配施(CCF)条件下,株高约增幅2倍多。牛粪生物炭对土壤氮肥淋失抑制作用研究表明,随着生物炭比例的增加,土壤淋滤液p H值逐渐升高,在10天时,生物炭添加比例5%与对照0%相比,p H值增幅最大,为12.5%。淋滤30天内,按生物炭添加比例为0%、2%、3%、4%和5%,淋滤液NH4+-N和NO3--N浓度逐渐降低。当土壤牛粪生物炭比例为4%5%时,与对照(0%)相比,淋滤液中NH4+-N、NO3--N和总氮累积淋失总量减少了17%、32%和32%左右,淋滤大于40天,牛粪生物炭的添加对NO3--N的淋失时间起到了一个延缓作用。牛粪生物炭对水中氨氮吸附作用研究表明,当溶液p H值从3升高到11时,牛粪生物炭对氨氮的去除率从13.04%增加到55.55%;牛粪生物炭的添加量大于20g·L-1时,水中NH4+的去除率趋于平缓,为63.53%左右,而单位吸附量随着牛粪生物炭的投加量的增加呈减小趋势;水溶液中NH4+初始浓度为50mg·L-1时,水中氨氮的去除率最大,为46.31%。而单位吸附量却随着水溶液中NH4+初始浓度的增加,从增加速率显著到趋于减缓。吸附平衡时间为80min。Langmuir方程比Freundlich方程更好地描述牛粪生物炭对水中氨氮的吸附行为,吸附动力学方程拟合效果为准二级吸附动力学(R2为0.9729)>准一级动力学(R2为0.9719)>Elovich(R2为0.8888),牛粪生物炭对水中氨氮的吸附为自发的吸热、单分子层吸附、化学吸附为主,伴随着物理吸附过程。本研究制备的牛粪生物炭,不但是一种良好的土壤氮素抑制剂和水中氨氮的吸附剂,而且是一种优良的土壤改良剂,其廉价经济,具有良好的牛粪资源化和产业化前景。