酸铝-铅复合污染及生物碳对铝铅生物有效性的影响

摘要

本论文主要以大豆作为受试作物,考察红壤中酸铝和重金属铅对大豆幼苗生长的交互影响;制备了柚子皮和花生壳生物碳并进行表征;考察了生物碳对酸性土壤中活性铝及铅的影响,为酸铝和重金属复合污染土壤治理提供依据。
　　首先,选取黄豆和黑豆作为受试作物,让其在不同酸化程度和不同铅污染水平的红壤中生长。结果表明:酸铝和铅均使大豆须根减少,且须根变得粗而短,颜色变深;影响株高因素的主次顺序表现为:酸>铅>酸×铅;影响根长因素的主次顺序表现为:酸>铅≈酸×铅;随着酸化程度的提高,交换性铝(Ex-Al)含量显著提高,而吸附态羟基铝(Hy-Al)整体呈下降趋势,但期间有波动;当酸化程度相同时,交换态铝(Ex-Al)含量随加入铅的增多而减小,而吸附态羟基铝(Hy-Al)含量却呈上升之势;外源铅进入土壤后,主要以活性较高的水溶态、可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态存在。
　　其次,用柚子皮和花生壳制生物碳,碳化温度分别为300℃、500℃、700℃,制得的生物碳记为PP300、PP500、PP700和PS300、PS500、PS700。通过产率(W)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)对其表征。结果显示:W(PP300)>W(PP500)>W(PP700),W(PS300)>W(PS500)>W(PS700),同时W(PS300)>W(PP300),W(PS500)>W(PP500),W(PS700)>W(PP700);扫描电镜(SEM)图可知,随着炭化温度的升高,生物碳质的比表面积逐渐增大,吸附能力逐渐增强,且PP比PS要好;红外光谱(IR)图谱表明,热解温度越高促成纤维素的脂肪烃和芳香羟基等官能团的去除效果越明显,使得芳环在高温炭化下保留并暴露出,形成芳环核心。
　　最后,将各生物碳分别按质量比0.5％、1.0%、2.0%加入红壤中。经过一段时间的酸化和外源铅处理后,测定混合土样的pH值、交换性铝(Ex-Al)含量、吸附态羟基铝(Hy-Al)含量及铅形态含量。结果显示:pH值与碳化温度和施入量呈正比,且PP比PS对pH值影响大;交换态铝(Ex-Al)含量随施入生物碳量和热解温度的增高而减小,吸附态羟基铝(Hy-Al)含量随施入生物碳量和热解温度的增高而增大,但交换态铝(Ex-Al)和吸附态羟基铝(Hy-Al)总量随施入生物碳量和热解温度的增高而减小;高活性铅形态B1B2和铝的形态变化情况相似。由此可得,生物碳在一定程度上可以有效缓解土壤酸化和重金属污染。

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 土壤重金属污染现状、危害和治理1.2.1 土壤重金属污染现状

1.3酸性土壤铝毒对植物的影响1.3.1 土壤酸化

1.4 生物碳

1.5本课题的主要研究内容和目的

第二章 铝、铅标准曲线的绘制

2.1实验试剂

2.2 实验仪器和设备

2.3 铝的标准曲线的绘制2.3.1 测试方法

2.4 铅的标准曲线的绘制2.4.1 测试方法

2.5 本章小结

第三章 酸铝与铅污染复合作用对大豆幼苗生长的影响

3.1 前言

3.2 盆栽实验

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 柚子皮和花生壳生物碳的制备和表征

4.1 前言

4.2实验材料与方法4.2.1 实验原料与试剂

4.3结果与讨论4.3.1产率(W)分析

4.4本章小结

第五章 生物碳对红壤中铝和铅形态的影响

5.1前言

5.2 实验材料

5.3 酸铝和重金属铅交互污染土壤的制备

5.4 混合土样pH值的测定5.4. 1测定方法

5.5 混合土样中活性铝形态的测定5.5. 1测定方法

5.6 混合土样中铅形态的测定5.6. 1测定方法

5.7 结果与讨论

5.8本章小结

第六章 总结与展望

6.1结果与讨论

6.2展望

参考文献

致谢

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