铁基生物炭钝化稻田砷污染机制研究
由于砷易于吸附固定在铁氧化物表面，利用铁氧化物复合材料修复砷污染水稻土能够降低砷在土壤中的可利用性，进而减少砷进入水稻的几率。本研究以棕榈丝和硝酸铁为原料，采用高温碳化的方法制备了一种铁基生物炭(BION)材料用以固定污染水稻土中的砷。通过室内实验研究铁基生物炭去除废水中砷的过程；通过盆栽及大田试验，比较零价铁、生物炭和铁基生物炭的添加对水稻吸收土壤砷的控制效果，同时研究这几种材料对的砷在土壤-水稻系统中迁移转化的影响机制。研究发现： （1）制备所得的铁基生物炭材料中铁和炭分布均匀。该材料对As(III)有良好的吸附效果。等温吸附实验结果表明：在三个pH值条件下(pH=4,7,9)，铁基生物炭对As(III)的吸附能力好于生物炭，在pH为4，7和9时，铁基生物炭对砷的最大吸附量分别为15.605mg/g,16.223mg/g,10.918mg/g,表明这是一种良好的吸附砷的材料。 （2）As在水稻根表铁膜和根系的积累量远大于地上部，铁基生物炭的添加显著降低了水稻根部对As的吸收。在七个不同条件处理下，水稻各器官中总砷含量规律为铁膜、根系gt;gt;稻杆gt;稻壳gt;稻米；水稻各个部位中的As含量之间均具有显著的相关性。水稻根表铁膜中铁、砷含量之间存在正相关关系，铁膜中的铁和砷与水稻各器官中的砷含量均呈现负相关关系。 （3）在七个不同处理中，孔隙水中Fe2+、Fe3+以及砷的浓度随着水稻生长时期延长逐步增加。水稻生长的四个不同时期，孔隙水中的Fe2+与As含量之间具有很好的相关性；在四个不同时期，孔隙水中的砷与铁膜中的砷、铁存在显著的负相关关系，孔隙水中的砷与水稻不同部位所含的砷存在显著正相关关系；从苗期到成熟期，孔隙水中的砷含量与水稻各部位的砷之间的相关性逐渐增强，变化规律为成熟期gt;灌浆期gt;分蘖期gt;苗期。 （4）与生物炭对比，经铁基生物炭处理后，稻田土壤和稻米中砷的含量显著降低。稻田施用铁基生物炭，既可可以提高水稻产量，还可以降低水稻吸收积累砷。
稻田土壤;砷污染;铁基生物炭;钝化修复;孔隙水
上海应用技术大学
硕士
化学工程与技术
侯梅芳
2015
中文
X53
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）