蜈蚣草的種植密度及其收獲物的焚燒處理研究.pdf

1、伴隨著世界經(jīng)濟、文化及生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，環(huán)境問題越來越成為大家關(guān)注的焦點。而植物修復(fù)是一種新興的極具潛力并可廣泛應(yīng)用到土壤、水體及大氣污染的環(huán)境治理技術(shù)。緊隨植物修復(fù)技術(shù)深入研究，植物修復(fù)輔助措施成為該技術(shù)進入實際修復(fù)應(yīng)用的必要條件。本文通過綜述了目前國內(nèi)外重金屬污染土壤的植物修復(fù)輔助措施的研究進展，并對砷超富集植物在砷污染土壤修復(fù)過程中的密度輔助措施與砷超富集植物收獲物后續(xù)處理的焚燒條件、焚燒機理進行了探索研

2、究。 （1）在10cm×10cm、20cm×20cm、10cm×40cm與40cm×40cm 4個種植密度下，利用蜈蚣草對砷污染土壤進行了2年的田間實際修復(fù)，得出如下結(jié)論：蜈蚣草是一種適宜于密植的草本植物，具有通過提高栽培密度來提高其地上部生物產(chǎn)量的潛力；同時蜈蚣草密植有利于促使其吸收的砷向地上部富集，從而有利于進一步提高其對砷污染土壤的修復(fù)能力；綜合考慮修復(fù)過程中的收獲方式、經(jīng)濟成本與可操作性，在4個密度處理中密度20cm×2

3、0cm為蜈蚣草的最佳栽培密度。 （2）植物的焚燒熱解是一個復(fù)雜的過程，熱解條件的選擇將決定試驗結(jié)果的準確和充分反映樣品熱解的信息。本文探索研究了砷超富集植物TG-DTA分析中升溫速率、熱解氣氛與停留時間三個熱分析條件參數(shù)對其熱解特征的影響，得出如下結(jié)論：在10℃／min、25℃／min、50℃／min和100℃／min 4個升溫速率中，25℃／min升溫速率的熱分解曲線特征明顯，熱解集中，所需時間適中，為試驗的最佳升溫速率；空氣

4、與氮氣兩個氣氛條件對砷超富集植物的熱解影響明顯，與氮氣氣氛相比，空氣氣氛顯著促進砷超富集植物的熱解，釋放出更多的熱量，分解更加完全，熱分解特征曲線更明顯，為試驗適宜選擇的熱解氣氛條件；而試驗中不同停留時間處理對少量砷超富集植物樣品的熱解特征的影響并不明顯；因此在砷超富集植物的熱分析研究中宜采用25℃／min升溫速率、空氣氣氛與連續(xù)升溫的試驗條件。 （3）在砷超富集植物焚燒處理前將樣品在60℃條件下干燥24小時可以很好的使樣品減重

5、并減少樣品直接焚燒過程中砷的損失量。砷超富集植物在馬弗爐中的焚燒試驗，焚燒溫度設(shè)定為100、200、300、400、500、600、700和800℃共8個處理。隨著焚燒溫度處理由100℃上升到800℃，樣品重量減少比例由3.1％上升到92.5％；同時砷的損失也增加明顯，由2.6％上升到23.9％。表明砷超富集植物的直接焚燒將對環(huán)境構(gòu)成潛在威脅，有待進一步研究其焚燒砷損失的機理。因此本研究利用熱差分析儀對砷超富集植物的焚燒熱解機理及砷的損

6、失機理進行了探索研究。在TG-DTA試驗中，兩種砷超富集植物的熱解過程均集中在200～500℃的溫度區(qū)間，但存在一定差異。與低砷蜈蚣草相比，高砷蜈蚣草在300℃附近熱解減緩，而在450℃附近熱解加快；而大葉井口邊草體內(nèi)砷有促使其在300℃附近和450℃附近熱解加劇。原因可能與兩種砷超富集植物體內(nèi)木質(zhì)素與／或纖維素的組成有關(guān)，也可能與兩種砷超富集植物體內(nèi)砷的結(jié)合形態(tài)差異有關(guān)。通過對五氧化二砷試劑及其與蜈蚣草或活性炭的混合物的熱解分析可以知