不同秸秆材料与制备工艺下生物炭性质及对土壤重金属的钝化效应

• 作者: 占国艳 陈振宁 童非 沈华光 高岩 刘丽珠 张振华 卢信
• 来源期刊: 生态与农村环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 秸秆 生物炭 正交优化 钝化 重金属
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 污染控制与修复
• 页码范围: 86-95
• 页数: 10页
• 分类号: X53
• 语种: 中文
• DOI: 10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0992

摘要

以芦苇、玉米秸秆为原材料,采用正交实验设计方法制备不同处理生物炭,并将其应用到重金属污染土壤修复中,以寻求最佳的生物炭制备工艺并探讨其对土壤中Cd和Pb的钝化效果.结果表明,对生物炭制备影响最大的因素是炭化温度,温度升高会使炭产率下降,pH和灰分含量增加,比表面积在一定范围内也会大幅增加;其他因素如原料含水率、升温速率和炭化时间对生物炭制备的影响均低于炭化温度;所制备的芦苇秸秆生物炭(LWC)和玉米秸秆生物炭(YMC)产率相近,YMC的pH和灰分含量高于LWC,而LWC比表面积高于YMC.综合考虑因素最佳水平并兼顾效率,得出LWC和YMC最适宜制备条件均为含水率25％,升温速率20℃·min-1,炭化温度600℃,炭化时间0.5 h.与对照相比,添加LWC和YMC的土壤pH值均有所升高;随着培养时间延长,生物炭对土壤中Cd和Pb的钝化效率也逐渐提高,35 d时有效态Cd和Pb含量最高降低51.7％和44.9％,并且LWC的效果好于YMC.研究结果可为工程化制备生物炭提供一定的技术参考,并且为重金属污染土壤修复提供理论依据.