生物质炭对敌草隆在土壤中的慢吸附及其对解吸行为的影响
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of biochar
amendment.Longer
sorption contact
period
increased the mnount of diuron 80t"bed by the biochar.
’n地nlol℃the amount of biochar applied.the higher the slow sorption.’n地result of desorption
生物质炭(Biochar)是指由生物质在厌氧及温 度相对较低(<700℃)的条件下热解生成富含碳 的固态物质。土壤中施用生物质炭不仅对缓解气 候变暖、增强土壤肥力、促进植物生长等具有重要 作用010-12],而且生物质炭也是土壤中一种重要的 吸附活性有机质组分,对土壤残留污染物的转归
和生物有效性具有重要影响¨01。因此,通过土壤 中添加生物质炭来改善环境和农业生产中的土壤 退化问题已成为近年来的研究热点。研究表明。
as
the sorption-desorption of diuron in bio-
a8 a
the desorption behavior of diuron
function of contact time Was
investigated.%e
increasing
rate
results showed that the aorption capacity of the soil amended with biochar progressively increased with the
000
CaCl:水溶液,并添加500 mg/L叠氮钠以抑制微生 物活动。敌草隆用甲醇配成l mg/L储备液保存 于4℃冰箱,吸附试验前用背景溶液稀释成2l mg/L作为试验溶液。 吸附试验采用恒温振荡法【l孓14J,称取一定量的 吸附剂置于总体积为12商的玻璃离心管中(根据 预试验调整吸附剂量,使吸附剂吸附农药量为加入 量的30%~80%),在此试验条件下,含量为0、
.ntla-Aldrich),叠氮钠(分析纯,Fluka),氯化钙(分析 纯,Merck),其他有机溶剂均为HPLC级(Merck)。 1.1.2试验设备旋转式振荡器(THZ.D型,江苏 太仓市实验设备厂),液相色谱仪(Agilent 1200,美
国),岛津电子天平(AUW2200型,日本)。
1.1.3
nm。
1.1.4土壤为本实验室保存的一种沙壤土,过2 mm筛后供试验用。供试土样pH值6.8(土:水=
l:5),含砂质87.7%、粘土8.3%、有机质1.4%, 最大持水量为34.2%,总表面积为(11.2±0.3)
m2/g。
质与吸附剂接触时间的延长而慢慢扩散进入吸附剂
内部的孔隙,解吸也相对比较困难…。
d取样,同时采用连续稀释法进行解吸试验[1 4|。离
心后小心用移液器定量取出5 IIll上清液,并重新加 入5 IIll不含敌草隆的背景溶液,重复上述吸附试验
操作。解吸试验连续进行4次。根据公式(2)计算 经4次解吸后敌草隆的解吸率。 解吸率(%)=loo(Cs。一凸。)/Cso
吸后吸附剂吸附敌草隆的量(mg/kg)。 (2)
Xian-jin
Sciences,Key Laboratory
B如姆刎and
Ecological R∞eamh
Laboratory,肋咿ⅡAcademy ofAgricultural
ofFood Safety Monitoring
and
Management,Ministry ofAgriculture,Nanfing 210014,China)
1.1.5供试吸附荆
土壤中分别添加不同含量生 物质炭使其在土壤中含量(质量比)分别为0、
0.1%、0.2%、0.5%、0.8%和1.0%,添加生物质炭 的土壤于旋转式振荡器上反复振荡2 d,使生物质炭
和土壤颗粒充分混合均匀后作为试验用的吸附剂。 1.2试验方法
1.2.1
吸附试验
背景溶液为含0.1 mol/L的
抛
o lO 20 30 40 50 60
吸附时间(d)
(2)式中D。和D。分别为解吸试验前和4次解 吸附和解吸试验均在密封避光条件下进行,同
时平行设置不加吸附剂和不加敌草隆的空白对照。 不加吸附剂空白试验结果表明,整个吸附及解吸试
譬钮.1
—号一1.O%生物质炭;+O.8%生物质炭: —卜O.5%生物质炭;+0.2%牛物质炭; 十0.1%生物质炭:t生物质炭含量为0(对照)
A
文章编号:
1000-4440(20l 1)05—101 l-05
Role of biochar in slow sorption and desorption of diuron in soil
YU Xiang—yang,WANG Dong—lan, (Pesticide MU Chang-li,LIU
生物质炭
由赤桉树(Eucalyptus spp.)碎
木屑按下述方法制得【l 4|。选取5 mm左右厚度的 碎木屑,松散地叠放入瓷坩埚内并加盖密封后置于
万方数据
余向阳等:生物质炭对敌草隆在土壤中的慢吸附及其对解吸行为的影响
1.2.2解吸试验分别对吸附试验中l
d、28 d、56
咖 啪 鲫 枷
^∞—,8日v枷莲螫§差《
剂吸附,主要为表面附着;“慢吸附组分”则随吸附
马福炉内灼烧,燃烧温度在2 h内快速升至850℃ 后继续保持1 h。燃烧后的生物质炭用研钵磨碎过 300目筛。采用77 K条件下BET氮气吸附法测定 生物质炭总表面积为(566.4±0.3)m2/g,总微孑L体 积为(O.246 9 4-0.003 9)ml/g,微:fL孑L径<l nm。 分布峰值为0.49
Abstract:-11le tremendous environmental and agricultural benefit of soil application of biochar is increasingly attrac- ring the attention of policy Illakei篙and great interests of scientific communities all around the world in recent years.Amending of soil with biochar has also been proved to be
有报道。本研究拟比较添加不同含量生物质炭的
土壤在不同吸附接触时间下对敌草隆的吸附作用及
解吸行为,以探明生物质炭对土壤中农药的慢吸附
壤的称样量分别为1.0
g、0.5 g、O.5 g、0.2 g、0.2 g
和0.2 g。每管中分别加入10 ml敌草隆试验溶液,
作用及其对解吸行为的影响。
用聚四氟乙烯密封塞密封,于室温下(22±2)℃以
江苏农业学报(Jiangsu上ofAgr.瓤.),2011,27(5):1011~1015
1011
余向阳,王冬兰,母昌立,等.生物质炭对敌草隆在土壤中的慢吸附及其对解吸行为的影响[J].江苏农业学报,2011,27(5):
1011.1015.
生物质炭对敌草隆在土壤中的慢吸附及其对解吸行为 的影响
余向阳, 王冬兰, 母昌立, 刘贤进
圈l吸附时间对敌草隆在添加生物质炭±壤中吸附作用的 影响
Sorption
of珊u咖in
biochar-印pHed
soft affected by
验过程中敌草隆的损失率低于5%。 1.2.3敌草隆分析方法敌草隆分析采用高效液 相色谱法(Agilent
190@hotmail.com
sorption
土壤对农药的吸附可降低农药在环境中的移动 性、生物毒性、生物富集以及生物修复作用‘¨’。土 壤对农药的吸附作用受土壤类型和性质(有机质、
万方数据
江苏农业学报
2011年第27卷第5期
粘土矿物含量等)、农药性质、吸附时间和外界环境 条件等多种因素的综合影响Mj。吸附接触时间延 长,土壤吸附农药量及吸附作用强度均递增,且吸 附/解吸迟滞作用(Hysteresis)也越明显”圳。Pigna. tello等¨刮根据吸附质(Adsorbate)被吸附剂(Sor- bent)吸附的速度将吸附质分为两组分,即“快吸附 组分”(Fast fraction)和“慢吸附组分”(Slow frac— tion)。“快吸附组分”可在短时间(1 d内)内被吸附
120
1材料与方法
1.式振荡器(江苏太仓市实验设
备厂THZ・D台式恒温振荡器)上振荡使农药溶液与 吸附剂充分接触。分别于试验后1 d、7 d、14 d、21 敌草隆(纯品纯度>99%,Sig一
d、28 d、42 d、48 d、56
农药和试剂
d取样,6
000
r/min离心30
收稿日期:20114)3-24 基金项目:国家自然科学基金项目(31071719);江苏省农业科技创 新基金项目[CX(09)630] 作者简介:余向阳(1972.)。男,湖北浠水人.博士,副研究员。主要从 事农药残留污染控制与治理研究工作,(Tel)025・ 84390401;(E.mail)yu981
(江苏省农业科学院农药生物生态研究中心,农业部食品安全监控重点开放实验室,江苏南京210014)
摘要:由生物质高温厌氧热解制备的生物质炭作为一种高效多功能的土壤改良物质近年来逐渐受到关注, 生物质炭施人土壤对农药等污染物的吸附隔离可有效降低农药的生物有效性和移动性。为探讨生物质炭对农药 吸附的时间动态过程及其对解吸行为的影响,采用室内模拟试验,测定农药敌草隆在添加不同含量生物质炭的土 壤中的吸附量随吸附时间延长的动态变化过程,并比较其对农药解吸行为的影响。结果表明:土壤中添加少量生 物质炭可增强其对农药的吸附作用,且土壤生物质炭含量越高,对农药的吸附作用越强;土壤对农药的吸附量随吸 附接触时间延长而逐渐增加,而且添加生物质炭含量越高,土壤对敌草隆的吸附昔随时间延长增加得越多。解吸 试验结果表明,土壤中生物质炭含量越高,吸附接触时间越长,农药越难被解吸,当土壤中生物质炭的添加量为 1.O%,吸附56 d时敌草隆的解吸率仅为1.81%。 关键词:生物质炭;敌草隆;慢吸附;解吸 中图分类号:X592 文献标识码: