王向前
- 作品数：6 被引量：111H指数：6
- 供职机构：中国地质大学环境学院更多>>
- 发文基金：湖北省自然科学基金国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程理学更多>>
- 不同地表条件下生物炭对土壤氨挥发的影响被引量：16
- 2018年
- 为了探究生物炭对不同地表条件下土壤氨挥发的作用及其效应,通过田间小区试验的方法,探讨生物炭与作物种植覆盖双重影响下,土壤氨的产生、土壤铵态氮含量、土壤脲酶活性的响应性变化.试验设置了6个处理,分别为CK+(未施生物炭+种植作物)、BC0.5+[施用生物炭0.5 kg·(m^2·a)^(-1)+种植作物]、BC4.5+[施用生物炭4.5 kg·(m^2·a)^(-1)+种植作物]、CK-(未施生物炭+裸地)、BC0.5-[施用生物炭0.5 kg·(m^2·a)^(-1)+裸地]、BC4.5-[施用生物炭4.5 kg·(m^2·a)^(-1)+裸地].结果表明在作物种植条件下,相对于CK+处理,BC4.5+、BC0.5+处理的土壤氨挥发随时间呈现先增加(前4 d内)后显著下降的态势,降幅分别为9.95%~61.80%、7.97%~50.52%(P<0.05);但同期裸地条件下的BC4.5-、BC0.5-处理的土壤氨挥发较CK-处理则增加了40.02%~93.15%、28.09%~57.45%(P<0.05).在等量生物炭施用条件下,作物种植土壤的氨挥发量明显低于裸地土壤,BC4.5+、BC0.5+较BC4.5-、BC0.5-处理分别降低了27.10%~92.10%、13.17%~83.45%(P<0.05),但是CK+与CK-处理间的土壤氨挥发量差异不显著.上述结果说明作物种植覆盖地表对生物炭介导的土壤氨挥发具有一定的抑制效应.作物种植条件下,BC4.5+、BC0.5+处理较CK+处理的土壤铵态氮和脲酶含量的最大增幅依次为69.25%、72.73%和93.61%、90.56%(P<0.05),但同期土壤氨挥发降低;而裸地条件下,BC4.5-、BC0.5-处理的土壤铵态氮和脲酶含量较CK-呈下降趋势明显,最大降幅依次为63.78%、95.70%和78.38%、92.64%(P<0.05),同时土壤氨的挥发量上升.可见生物炭影响下的土壤氨挥发不仅与土壤铵态氮和脲酶含量的变化密切相关,且作物种植覆盖地表的影响更为深刻.
- 邹娟胡学玉张阳阳陈窈君王向前刘扬
- 关键词：生物炭氨挥发铵态氮地表覆盖裸地
- 生物炭介导的不同地表条件下土壤N_2O的排放特征被引量：8
- 2017年
- 为探究不同地表条件下农田土壤N_2O产生与释放对生物炭输入的响应,于2014~2015年小麦-玉米生长季,采用田间小区试验的方法,在不同生物炭用量[0 t·(hm^2·a)-1(CK)、5 t·(hm^2·a)-1(BC5)、45 t·(hm^2·a)-1(BC45)]及不同地表条件下[种植作物(以+表示)、裸地(以-表示)],对土壤N_2O释放、土壤铵态氮(NH_4^+-N)和硝态氮(NO_3^--N)的动态变化进行了观测分析.结果表明:(1)在小麦生长季,CK+、BC5+、BC45+这3个处理的土壤N_2O排放通量分别在21.70~88.91、21.42~130.09、64.44~179.58μg·(m^2·h)-1之间变动,BC45+处理显著高于其它2个处理(P<0.05).其中在小麦生长盛期(返青拔节期-孕穗抽穗期),3个处理的土壤N_2O排放通量均较小麦越冬期显著下降(P<0.05),而且BC45+处理基于CK+、BC5+的土壤N_2O排放通量增幅在小麦孕穗抽穗期已较其越冬期时分别降低了18.43%、14.62%.在玉米生长季前期,BC45+处理的土壤N_2O排放通量也显著高于BC5+和CK+处理(P<0.05),但至玉米的抽穗期及成熟期,BC45+处理的土壤N_2O排放通量已与BC5+和CK+无显著差异.这说明随作物生长盛期的到来及地表覆盖度的增加,生物炭介导的土壤N_2O排放的增加效应得以有效抑制.同期裸地条件下相同生物炭处理的土壤N_2O排放通量结果也证实了这一点.(2)在小麦生长季及其同期的裸地条件下,与CK相比,两种生物炭处理均可增加土壤NO_3^--N和NH_4^+-N含量,但在作物生育盛期,BC5+、BC45+处理的两种氮素形态较CK+处理均有下降,尤以BC45+最为突出,其土壤NO_3^--N和NH_4^+-N含量分别下降了96.44%、69.40%.玉米生长季与小麦季有着相近的趋势.较高生物炭施用量土壤NH_4^+-N和NO_3^--N含量在作物生育盛期的明显下降与同期土壤N_2O的排放显著减少相呼应.因作物生长发育对氮元素吸收增加致呼吸底物减少可能是生物炭介导下N_2O排放减少的原因之一.(3)在小麦生长季,生物炭施用提高土壤pH从4.62�
- 邹娟胡学玉张阳阳张迪陈威王向前陈窈君刘扬
- 关键词：生物炭N2O铵态氮地表覆盖
- 生物炭输入对城郊农业区农田地表反照率及土壤呼吸的影响被引量：11
- 2017年
- 为了探究生物炭输入对地表反照率及土壤呼吸的影响,通过田间小区试验的方法,在不同生物炭用量[0(CK)、0.5kg·(m^2·a)^(-1)(BC0.5)、4.5 kg·(m^2·a)^(-1)(BC4.5)]不同地表条件下[种植作物(以+表示)、裸地(以-表示)],对农田地表反照率、土壤温湿度、土壤CO_2排放通量、土壤有机碳组分等指标进行了测定分析.结果表明,在作物生长前期(玉米的苗期至拔节期、小麦苗期至越冬期),BC4.5+、BC0.5+的地表反照率相较CK+处理均有显著下降(P<0.05),小麦季最大降幅分别为23.7%、17.9%,玉米季最大降幅分别为44.5%、44.9%.随叶面积指数增加,地表反照率在3个处理间的差异随之逐渐消失,作物覆盖可有效缓解生物炭输入导致的地表反照率的降低效应;裸地条件下,生物炭处理的地表反照率较对照处理在全部的观测中均有显著下降(P<0.05);生物炭在输入初期可显著增加土壤CO_2释放量(P<0.05),但其增幅随时间逐渐减小,其中BC4.5+较CK+的增幅从276.7%逐步降低至36.1%,BC4.5-较CK-的增幅从163.5%明显减弱至39.8%.生物炭处理较对照处理增加的CO_2释放量主要来自生物炭-土壤共存体系中的易分解碳组分,其土壤CO_2释放通量与土壤水溶性有机碳含量呈显著相关(P<0.05);生物炭输入导致的地表反照率变化未对土壤呼吸产生直接的影响,而且生物炭输入可降低土壤呼吸温度敏感性Q10值,表明生物炭具有一定的化学和生物学稳定性.
- 张阳阳胡学玉邹娟张迪陈威王向前陈窈君刘扬
- 关键词：生物炭地表反照率土壤呼吸作用
- 湖北省农村小型水源地水体环境中重金属污染状况被引量：9
- 2017年
- 城镇化和工业化进程的不断加快,在促进地方经济增长的同时,也明显加剧了农村生态环境、尤其是水环境的恶化。农村水环境污染与水资源需求之间的矛盾日益突出,农村饮用水不安全人口仍然占有相当的比例。湖北农村地区饮用水不安全人口的水源地主要是中小河流、湖泊以及附近的沟渠、水井等。这些小型的地表水体或地下水水体,常常靠近农村生活区、农业作业区乃至乡镇企业分布区,饮用水水源受到来自多方面的污染。水体主要污染指标除了氨氮、总磷和高锰酸盐指数外,还包括镉(Cd)、砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)、汞(Hg)、铬(Cr)等多种重金属。文章着眼于人类活动对湖北省农村小型水源地水体生态环境质量的干扰和影响,对部分地区水源地水体环境中的重金属污染状况进行了综述,旨在为农村小型水源地饮水安全控制提供数据支撑。
- 陈窈君胡学玉王向前刘扬
- 关键词：饮水安全重金属污染
- 磁性玉米秸秆生物炭对水体中Cd的去除作用及回收利用被引量：28
- 2018年
- 以农田生态系统废弃农作物秸秆资源化利用为前提,以生物炭去除水体重金属镉(Cd)污染及其回收利用为目的,该文以500℃裂解的原始玉米秸秆生物炭(MSB,maize straw biochar)和磁性玉米秸秆生物炭(MMSB,magnetic maize straw biochar)试验材料,在2种生物炭的表面性状进行表征的基础上,探究了不同吸附条件下生物炭对污染水体中Cd(Ⅱ)的吸附去除作用及其回收利用的可能性。结果表明:MSB和MMSB对Cd(Ⅱ)的吸附量在pH值为5时达到最大,其最大吸附量分别为27.52和33.45 mg/g;当MSB和MMSB添加量为1.4和0.8 g/L时,对Cd(Ⅱ)的去除率分别可达85.15%和95.48%;Langmuir方程能更好地模拟等温吸附行为,MSB和MMSB达到平衡时的最大吸附容量分别为26.03和43.45 mg/g,趋近实际值;动力学数据与二级动力学方程拟合度更高,MSB和MMSB的平衡吸附量Qe理论值分别为13.42和24.31 mg/g;MMSB对其表面吸附Cd(Ⅱ)的解吸率均显著低于MSB。磁性生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附效率和固着能力增强可能与其较高的pH值、更大的比表面积、更多的极性含氧官能团有关。此外,在外部存在磁场的情况下,磁性生物炭可以通过磁力作用加以回收再利用。研究成果对促进农业废弃物的资源化利用以及水体环境中重金属净化技术的进步均有重要意义。
- 胡学玉陈窈君张沙沙王向前李成成郭晓
- 关键词：生物量重金属生物炭重金属去除
- 生物炭及改性生物炭对水环境中重金属的吸附固定作用被引量：39
- 2016年
- 生物炭是由植物或动物废弃生物质在完全或部分缺氧条件经裂解炭化产生的一类高度芳香化、抗分解能力极强的碳质固体物质,是一种富含碳元素的有机连续体。生物炭比表面积大、疏松多孔,含有羟基、羧基、羰基等活性官能团,对多种重金属离子具有吸附固定作用,可以用来去除或削减水体中的有毒有害重金属。此外,利用酸、碱、石墨烯等物质对其进行修饰或改性,可提高对重金属的吸附能力。根据当前研究现状,综述了不同生物炭对水溶液中重金属离子的去除作用,并比较了一些生物炭改性前后与重金属的作用效果差异,同时归纳了生物炭与重金属的相互作用机理及其影响因素。在此基础上,展望了生物炭在去除水体环境中有毒有害重金属的研究方向,以期望生物炭得到更好应用。
- 王向前胡学玉陈窈君刘扬
- 关键词：生物炭重金属水体环境改性
