生物炭和沸石在提升耕地生產性能和作物生產力,修復土壤障礙和改善農業面源污染等方面有著重要的現實意義和應用價值,與化學肥料科學配施可作為農業與環境可持續發展的重要戰略之一。為了提高生物炭、沸石與化學肥料配施的農學效益和環境效益,簡要歸納了生物炭、沸石與化肥配施的農學和環境效應研究現狀,包括生物炭和沸石的性質與特征,生物炭、沸石對土壤理化性質的作用機理,生物炭、沸石與化學肥料配施的農學效應和環境效應。后指出了生物炭、沸石與化學肥料配施存在的問題以及研究趨勢。

飼料級沸石作用:1.天然沸石中通常含有畜禽生長所必須的極大部分金屬元素。2.由于氨、硫化氫、二氧化碳等極性分子與沸石內的金屬離子相互交換,大大降低了這些極性分子的濃度,改善了畜禽的工作條件,保護了的生理功能。3.沸石具有高效的吸收性能,能吸附內某些,抑制某些病原菌生長發育。4.沸石在機體內具有多種生物酶的催化作用,能促進機體對有機飼料的吸收,提高各種飼料的營養價值。5.沸石吸附氨、硫化氫,大大減少了動物糞便的臭氣,減少了污染,凈化了環境。6.沸石與其它礦物質載體相比呈中性,而且具有較強的吸附性,這是沸石粉優于鈣粉,麥飯石、海泡石等成為優良載體的主要原因。

超細沸石粉是經過天然沸石研磨而得,比水泥具有更高的細度,火山灰活性高于粉煤灰和礦粉,低于硅灰和偏高嶺土。靜態屈服應力是水泥基材料一個重要的流變參數。靜態屈服應力增長速率經常被用來表征水泥基材料的觸變性/結構構筑,對水泥基材料的穩定性、形狀保持能力和分層澆注非常重要。在本文靜態屈服應力每15min測試一次,持續127min。同時進行了動態屈服應力測試。結果表明摻入超細沸石粉提高了漿體的動態屈服應力、塑性粘度和觸變環面積。在等摻量的情況下,超細沸石粉提升結構構筑的能力低于硅灰和偏高嶺土。

球磨法對蛭石、沸石進行物理改性處理,試驗分析球磨時間對蛭石、沸石調濕性能和比表面積的影響,結果表明:沸石吸濕量和比表面積均隨著球磨時間的增加而增大,蛭石的吸濕量和比表面積隨著球磨時間的增加先升高后降低,相對而言,球磨時間對沸石吸濕性影響較大,而對蛭石放濕性影響較大。水體富營養化是全球矚目的水環境問題之一,其主要原因是水體中氮、磷等營養鹽的過度累積導致浮游藻類的大量增殖。目前普遍認為,在控制外源污染輸入的基礎上,降低水中氮、磷濃度和抑制底泥內源氮磷釋放是控制富營養化發生的有效途徑。本文采用天然沸石和粉煤灰為原材料,通過堿、鹽改性和高溫煅燒二次改性制備出一種多孔吸附材料,并通過變壓吸附進行載氧,終得到新型復合功能材料。本研究旨在通過研發同時具備氨氮和磷高效吸附性能以及較強載氧性能的新型復合功能材料,并將其在室內和野外原位進行實際應用,終實現富營養化水體中氨氮和磷濃度降低,同時修復底部厭氧環境,逆轉氧化還原條件,有效控制內源污染物向水體的二次釋放風險。研究表明,通過堿、鹽改性,使材料表面負載上陽離子,增加了吸附氮磷能力,高溫煅燒改性有效地提高了材料的比表面積和孔隙率,增加材料載氧性能,變壓吸附載氧使材料形成“吸附+載氧”的復合功能。主要結果如下:(1)本文通過正交試驗,確定了材料MZFA的制備條件:m(沸石):m(粉煤灰)=3:2,焙燒溫度為800℃,焙燒時間為150 min,升溫速率為10℃/min。
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