【摘 要】
:
试验选用香菇、猴头菇和平菇菌糠三种原料在500℃下高温裂解制成生物炭(LEBC、HEBC、POBC),通过水体吸附试验分析了三种菌糠生物炭对溶液中铜镉的吸附效果和吸附机理。两种供试土壤均为铜镉复合污染土壤,分别采自山西省晋中市某污灌区褐土和湖南省岳阳市湘阴县污灌区水稻土,通过盆栽试验研究了施入三种菌糠生物炭对污灌区重金属污染土壤的基础理化性质、酶活性、铜镉形态及种植油菜的生长生理特性、抗逆性指标、
【基金项目】
:
山西省国际科技合作项目(201703D421002); 山西省自然科学基金项目(201901D111216); 山西省高校黄土高原食用菌提质增效协同创新中心平台项目; 山西省煤基重大科技攻关项目(FT2014-03); 山西省重点研发计划(重点)项
论文部分内容阅读
试验选用香菇、猴头菇和平菇菌糠三种原料在500℃下高温裂解制成生物炭(LEBC、HEBC、POBC),通过水体吸附试验分析了三种菌糠生物炭对溶液中铜镉的吸附效果和吸附机理。两种供试土壤均为铜镉复合污染土壤,分别采自山西省晋中市某污灌区褐土和湖南省岳阳市湘阴县污灌区水稻土,通过盆栽试验研究了施入三种菌糠生物炭对污灌区重金属污染土壤的基础理化性质、酶活性、铜镉形态及种植油菜的生长生理特性、抗逆性指标、铜镉含量的影响。试验结果表明:(1)三种菌糠生物炭因原料不同在化学性质方面存在一定差异。在溶液初始p H 2~3时,三种菌糠生物炭对溶液中Cu2+、Cd2+的吸附量急剧增加。模型拟合结果表明,LEBC、HEBC、POBC吸附溶液中Cu2+、Cd2+的吸附过程更符合准二级动力学模型,对Cu2+、Cd2+吸附速率的大小顺序均为LEBC>HEBC>POBC。不同浓度下LEBC、HEBC、POBC吸附Cu2+的过程的符合Langmuir模型,最大吸附量依次为56.74、11.98、77.32 mg·g-1;而吸附Cd2+的过程符合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。FTIR和XRD等分析结果表明生物炭吸附Cu2+、Cd2+的机制包括静电吸附、阳离子-π作用、官能团络合及沉淀。三种菌糠生物炭经酸化处理后,对Cu2+、Cd2+的吸附效果明显下降,表明因生物炭中碳酸盐引起的Cu2+、Cd2+沉淀在吸附过程中起着十分重要作用。(2)三种菌糠生物炭均可不同程度增加褐土和水稻土的p H值、电导率、有机质、速效氮、磷、钾的含量。相比HEBC和POBC,LEBC施入土壤后对褐土和水稻土中上述指标的整体影响更明显。三种菌糠生物炭对两种污染土壤中酶活性的影响基本一致,褐土和水稻土中蔗糖酶活性均有所降低,而在褐土中变化显著;过氧化氢酶活性显著升高;脲酶活性显著升高;碱性磷酸酶活性略有升高。施入三种菌糠生物炭后,两种污染土壤的酸可提取态Cu、Cd的含量均有一定程度的下降,残渣态含量有所升高,且这种变化在水稻土中更明显,而两种污染土壤中Cu、Cd的可还原态和可氧化态均无显著变化。三种菌糠生物炭的加入促进了两种土壤中的Cu、Cd由酸可提取态向残渣态转化的过程,其中,对于Cu的这种形态转化,POBC所表现出的效果优于LEBC和HEBC;对于Cd,LEBC所表现出的效果优于HEBC和POBC。(3)施用三种菌糠生物炭能一定程度提高两种污染土壤所种植油菜的株高、鲜重和叶绿素含量,促进油菜生长发育,但在褐土中的效果不显著。其次,添加生物炭后,两种污染土壤所种植油菜的抗逆性指标发生明显变化,过氧化氢酶活性均显著升高;过氧化物酶活性均略有升高;褐土油菜中超氧化物歧化酶活性显著增加,而在水稻土油菜中显著下降;丙二醛含量均显著降低。最后,施用三种菌糠生物炭可以降低两种土壤种植油菜地上及地下部分中Cu和Cd的含量和对油菜毒性,从而促进油菜的生长发育。相比HEBC和POBC,LEBC能更好的降低油菜地上、地下部分中Cd的含量;POBC相比其他两种生物炭能更好的降低油菜地上、地下部分Cu的含量。综上所述,LEBC和POBC能有效去除水体中的Cu2+和Cd2+,可作为吸附剂用于Cu、Cd污染的水体中。三种菌糠生物炭对土壤基础理化性质、酶活性、土壤重金属形态及植物的生长、抗逆性、重金属含量的变化均表现出较好的效果,可作为土壤改良剂应用于受到Cu、Cd污染的土壤中。
其他文献
大气CO2浓度和温度是影响作物生长发育的两个重要环境因素,未来的气候变化一定是伴随着CO2浓度及温度的升高。小麦(Triticum aestivum L.)是我国主要的粮食作物,研究小麦生长发育和产量形成对未来CO2浓度及温度升高的环境的适应性具有重要意义。本试验利用开顶式气室(OTC)模拟未来CO2浓度升高和温度升高的环境,利用田间持水量控制水分,以及当前自然气候条件下的雨养和灌溉环境,共四个环
微藻作为一种光合自养低等水生植物具备高等植物所没有的繁殖速度快、生长周期短、油脂及蛋白含量高等特性,是“蓝色粮仓”优质生物资源,已广泛应用于功能农业及生物能源和环境治理等领域。素有“超级维生素E”之称的虾青素(Astaxanthin)作为一种次生类胡萝卜素具有良好的着色效果和重要的生物学功能,现已被广泛应用于水产养殖、食品工业、医疗卫生、化妆品及保健品等领域。雨生红球藻(Haematococcus
为了解华北落叶松天然林的林分结构特征,揭示其数量动态变化规律,以关帝山华北落叶松天然林为研究对象,于卧牛坪及八道沟布设10块30m×30m的标准地,对标准地内达到起测径阶的林木进行检尺,通过林分角尺度、大小比数、混交度、点格局函数参数分析并揭示林分内树种间空间分布及树种关联性;同时,运用Weibull函数、正态分布、负指数函数、限定混合Weibull函数,研究标准地内不同树种组成的华北落叶松林分直
微嫁接技术是葡萄育种的新兴手段之一,嫁接的成功与否受到光照、嫁接技术及砧穗关系等多种因素调控,因此明确葡萄生长过程中的光环境调控机理与微嫁接过程中砧穗愈合关系对葡萄试管苗微嫁接体系的建立有重要的理论参考意义。本试验首先以五年生‘早黑宝’葡萄为试材,综合比对设施内外LED补光处理下葡萄的光合响应,研究光照对设施葡萄生长的影响;再以‘秋红宝’、‘晶红宝’、‘丽红宝’、‘无核翠宝’试管苗为试材,设置不同
陆地棉是我国重要的经济作物之一,因其产量高而被作为主要的栽培棉种,但抗逆性仍存在着一定缺陷,棉属具有丰富的种质资源,将野生棉的抗逆性转移到陆地棉中,以此提高陆地棉抗逆性是一条理想的育种途经。本研究以陆地棉(AADD)为母本,野生澳洲棉(CC)和绿顶棉(BB)为父本,通过远缘杂交和复交以及人工诱导染色体加倍,成功获得了异源四倍体杂种(BADC),并对其进行了形态性状、减数分裂以及SSR分子标记鉴定;
传统药用植物瑞香狼毒,既是目前急需防治的“草原毒草”,也是资源丰富的天然化合物“宝库”。其活性成分在杀虫、抗肿瘤及抗HIV病毒等方面有着显著的效果。课题组前期试验结果表明:瑞香狼毒石油醚萃取物中流分7、8对TMV的治疗效果最好。经HPLC-ESI-MS鉴定发现二者存在相同的化合物,为狼毒素A、C,其中狼毒素A在流分7中占比77.92%;而且研究发现该提取物对供试植株具有一定的促生作用。因此,为明确
随着生活水平和保健意识的提高,食醋已不仅定位为传统的调味品,其药用和保健功效日益受到关注。裸燕麦富含蛋白质、淀粉、β-葡聚糖、维生素、多酚、黄酮等成分,是优质的全价营养谷物,具有广阔的加工前景。但目前燕麦深加工深度不足,加工产品种类较少、附加值低,其功能特性在现有产品中未得到有效体现。将燕麦作为原料酿造食醋的研究还少有报道。为此,本文以裸燕麦为原料,从优势菌株强化、商业酶应用、发酵条件优化等方面,
近年来,电化学传感器发展速度较快,已广泛应用于食品工业、发酵工业、环境监测和医学等领域,并发展成一种现代分析检测技术。本实验选择金纳米和聚(3-氨基苯硼酸)材料在金电极表面修饰,考察了该复合材料修饰电极对铝离子和木糖醇的电化学性能,并将其应用于食品成分检测。主要研究结果如下:1)通过电沉积和电聚合的方法制备了聚合物负载金纳米修饰电极,并对金纳米粒子与聚合物修饰金电极过程中的各个条件进行了优化。用扫