1、隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)作物產(chǎn)量增加的同時(shí)農(nóng)業(yè)廢棄物的總量也呈上升趨勢。但目前其利用率很低，由于不合理的處理方式導(dǎo)致水體、大氣、土壤等方面受到污染。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，目前已成為世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出率最大的國家，因此農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用和無害化處理對我國尤為重要，生物質(zhì)炭是由植物生物質(zhì)在完全或部分缺氧的情況下經(jīng)熱裂解炭化產(chǎn)生的一類高度芳香化難熔性固態(tài)物質(zhì)。作為農(nóng)業(yè)廢棄物資源化方法的一種，利用農(nóng)業(yè)廢棄物制備生物質(zhì)炭可以有效地解決農(nóng)業(yè)廢棄

2、物的處理與處置問題.由于其具有高度的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的吸附性能，在全球碳生物地球化學(xué)循環(huán)、氣候變化和環(huán)境系統(tǒng)中也發(fā)揮重要作用。本論文選擇三種不同作物原料經(jīng)350℃～500℃熱裂解制成的生物質(zhì)炭，研究三種生物質(zhì)炭的特性，揭示生物質(zhì)炭對土壤改良的作用機(jī)理，探討三種生物質(zhì)炭作為土壤改良劑對提高土壤肥力等方面的潛在價(jià)值。并進(jìn)一步開展了其對水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性的研究，結(jié)合生物質(zhì)炭特性揭示其作用機(jī)理，并探討生物質(zhì)炭作為吸附材料對處理重金

3、屬污水的潛在價(jià)值。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.以小麥秸稈、玉米秸稈和花生殼為原料熱裂解制成的生物質(zhì)炭為對象，研究了三種不同生物質(zhì)炭的基本理化性質(zhì)、表面特性和養(yǎng)分特性。不同生物質(zhì)炭性質(zhì)的差異性主要取決于其原料的不同，三種生物質(zhì)炭均具有較大的pH值，填充密度均較低?；ㄉ鷼ぬ康碾妼?dǎo)率及水溶性鹽總量均遠(yuǎn)高于另外兩種生物質(zhì)炭，說明在改良土壤理化性質(zhì)、提高土壤肥力方面，花生殼炭比小麥秸稈炭和玉米秸稈炭具有更大的優(yōu)勢.玉米秸稈炭的陽離子交換

4、量與含氧官能團(tuán)量都高于小麥秸稈炭和花生殼炭，說明玉米秸稈炭具有良好的吸附特性。玉米秸稈炭的碳氮比、全鉀、速效鉀、速效磷和速效氮含量均高于小麥秸稈炭與花生殼炭，說明玉米秸稈炭還可以為植物提供速效養(yǎng)分.
　　 2.研究了三種生物質(zhì)炭對水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性，考察pH值、吸附時(shí)間、溶液初始質(zhì)量濃、生物質(zhì)炭粒徑和投加量對吸附效果的影響。結(jié)果表明:生物質(zhì)炭對Cd2+和Pb2+的吸附約10min即達(dá)平衡。三種生物質(zhì)炭對Cd2+

5、和Pb2+的等溫吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程擬合。三種生物質(zhì)炭對Cd2+和Pb2+的最大吸附量相當(dāng)于或高于粘土礦物，且玉米秸稈炭對Cd2+和Pb2+的最大吸附量遠(yuǎn)大于小麥秸稈炭和花生殼炭。在生物黑炭投加量為150mg(6g· L-1)時(shí)，三種生物黑炭對溶液Cd2+的去除率均在90％以上，玉米秸稈炭對溶液Pb2+的去除率達(dá)90.30％，而小麥秸稈炭和花生殼炭的去除率僅為52％和47％，玉米秸稈炭有望成為處理重金