PDF《不同电解质对牛粪生物质炭中腐殖酸吸附–解吸的影响①》

土壤(Soils), 2019, 51(1): 100C106 ①基金项目:国家自然科学基金项目(41461061)资助.

* 通讯作者([email protected]) 作者简介:黄惠群(1989―),男,湖南邵阳人,硕士研究生,主要从事水土保持研究.E-mail: [email protected] http://soils.issas.ac.cn DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.014 不同电解质对牛粪生物质炭中腐殖酸吸附C解吸的影响 ① 黄惠群 1,2 , 曾和平 1* , 张健瑜

1 , 李灿1(1 昆明理工大学环境科学与工程学院, 昆明 650500;

2 广东省生态环境技术研究所, 广州 510650) 摘要:本文研究了 NaCl、Na2SO

4、Na3PO4

3 种背景电解质对牛粪生物质炭中腐殖酸吸附和解吸的影响.结果 表明:在这

3 种背景电解质作用下,牛粪生物质炭对腐殖酸的吸附量和吸附率随着加入液腐殖酸浓度的增加而增加, 但是增加速度逐渐变缓.3 种背景电解质相比,NaCl 中牛粪生物质炭对腐殖酸的吸附量和吸附率均为最高,吸附量范 围为 0.13 ~ 6.10 mg/g,吸附率范围为 25.40% ~ 87.14%.随着加入液腐殖酸浓度的增加,吸附态腐殖酸的解吸量逐渐 增加, 解吸率逐渐减小.

3 种背景电解质相比, Na2SO4 中牛粪生物质炭吸附的腐殖酸的解吸量最高, 解吸量范围为 0.15 ~ 0.78 mg/g.加入液腐殖酸浓度为

140 mg/L,3 种背景电解质中牛粪生物质炭吸附的腐殖酸的解吸量均达到最大值, 解吸量的大小顺序为 Na2SO4>

Na3PO4>

NaCl.Na3PO4 对腐殖酸的解吸率影响最大,解吸率范围为 17.24% ~ 90.55%, NaCl 对腐殖酸的解吸率影响最小,解吸率范围为 8.22% ~ 53.54%.用Langmuir 拟合

3 种背景电解质中腐殖酸的等温 吸附曲线和等温解吸曲线,其相关系数都达到显著水平.研究结果揭示了不同背景电解质对牛粪生物质炭吸附和解吸 腐殖酸的影响,可为土壤保土保肥提供理论参考. 关键词:电解质;

牛粪生物质炭;

腐殖酸;

吸附;

解吸 中图分类号:S157.1;

S157.2;

S157.3 文献标识码:A 土壤养分主要来源于土壤腐殖质, 土壤腐殖质对 土壤的物理、化学、生物学性质都有重要影响,是土 壤肥力指标之一[1] .腐殖质是土壤有机质的主体[2] , 其组成和性质随生物气候条件不同而存在显著差 异[3-4] .一般来说,土壤腐殖质主要由胡敏酸、富啡 酸和胡敏素所组成, 其中胡敏酸和富啡酸总称为腐殖 酸(HA).腐殖酸(HA)的流失是土壤侵蚀导致土壤养 分流失和土壤肥力下降的关键问题.减少腐殖酸(HA) 流失,对保障土壤肥力至关重要.近年来,生物质炭 (Biochar)在国内外关注度广泛提高, 它是秸秆、 稻壳、 木屑等农业废料或生活垃圾在低氧或缺氧条件下, 经热解炭化产生的一类高度芳香化的难溶性固态物 质[5] .生物质炭是一种新型吸附剂[6] ,对腐殖酸有较 好的吸附作用.经研究表明,生物质炭有较大的比表 面积,孔隙结构发达且有较高的电荷密度[7] ,可以提 高土壤孔隙度和土壤保土保肥能力[8-9] ,还能提高对 养分的吸附能力[10] . 到目前为止生物质炭对氮、 磷等营养组分吸附和 解吸研究较多[11-14] ,但对于生物质炭中腐殖酸(HA) 吸附C解吸的研究还较少.在龙川江流域地带牛粪大 量堆积,如何处置牛粪,对去资源化和再利用有待解 决.因此,本文以牛粪为原料制备生物质炭,研究不 同的背景电解质(NaCl、Na2SO4 和Na3PO4)对牛粪生 物质炭中腐殖酸(HA)吸附C解吸的影响,为提高腐殖 酸(HA)利用率提供理论依据.