氮肥与牛粪生物炭复施对邻苯二甲酸酯污染土壤的修复研究

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我国是邻苯二甲酸酯(PAEs)生产和消耗大国,其大量使用给生态环境带来严重污染,而土壤作为PAEs的主要载体,PAEs污染已对土壤环境产生严重威胁。因此,探究低成本、绿色环保、切实可行的修复技术对土壤PAEs污染修复具有重要意义。本文以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)污染土壤为研究对象,通过以牛粪为原料制备的生物炭,进行牛粪生物炭对土壤中PAEs降解研究,以及氮肥与牛粪生物炭复施对土壤中PAEs的降解研究,确定牛粪生物炭的热解温度、应用条件以及氮肥与牛粪生物炭复施比例、应用条件对土壤中PAEs降解影响和生物有效性影响。主要结论如下:(1)牛粪生物炭对土壤中PAEs降解影响研究牛粪生物炭的热解温度、添加量、土壤p H、土壤温度以及降解时间是影响土壤中PAEs降解效果的主要因素,在热解温度为700℃的牛粪生物炭添加量为50g·kg-1,土壤初始p H为7,土壤温度为30℃,降解时间为150d时,土壤中PAEs降解效果最佳。(2)氮肥与牛粪生物炭复施对土壤中PAEs的降解影响研究当氮肥与牛粪生物炭复施时,氮肥与牛粪生物炭的复施比例、土壤p H、土壤温度以及降解时间是影响土壤中PAEs降解效果的主要因素,当氮肥与牛粪生物炭复施比例为1:2.5,土壤初始p H为8,土壤温度为30℃,降解时间为150d时,土壤中PAEs降解效果最佳。(3)氮肥与牛粪生物炭复施对土壤中PAEs生物有效性影响研究以种植40天的小麦及其土壤为研究对象,在对照土壤(C)、添加牛粪生物炭土壤(BC/添加量为50g·kg-1)、氮肥与牛粪生物炭复施土壤(BN2.5/比例为1:2.5)条件下,小麦和土壤中DMP、DEP的含量均为C>BC>BN2.5,表明氮肥与牛粪生物炭复施对土壤中PAEs向植物中转移具有抑制作用,而对土壤中PAEs没有钝化作用。通过探究不同氮肥与牛粪生物炭的复施比例对小麦及其土壤中PAEs的含量影响,确定氮肥与牛粪生物炭复施比例为1:2.5时,小麦叶部和根部对PAEs吸收量最低,对联合种植小麦土壤中PAEs降解率最高。氮肥与牛粪生物炭复施的土壤中PAEs与对照土壤相比生物转移系数明显降低,说明氮肥与牛粪生物炭的复施抑制了PAEs从小麦根部向叶部的传输。土壤中DMP和DEP的根系富集系数(RCF)和茎叶富集系数(SCF)均小于1,说明小麦(根、叶)中PAEs的浓度明显低于土壤中PAEs浓度。
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