Page 178 - 《精细化工》2020年 第10期

·2108· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

面积、平均孔径及孔容参数如表 2 所示。从表 2 可 施加不同固定剂对土壤速效磷含量的影响如图
以看出，经过超声波和 HNO 3 改性后生物炭的比表 4 所示。与对照组（59.49 mg/kg）相比，单独施用
面积和孔容得到提高，说明改性后的生物炭可以为 纳米沸石、磷酸二氢钾、改性生物炭处理，土壤速
重金属离子提供更多的吸附位点。BET 平均孔径减 效磷含量都明显增加，含量分别为 104.87、2200.76、
小可能是由于高温下强酸氧化了生物炭孔隙间的无 107.78 mg/kg。磷酸二氢钾是一种可溶性磷肥，是纯
序炭和孔隙边缘的不饱和炭所致 [18] 。 磷试剂，因而可以增加土壤速效磷含量。纳米沸石
增加速效磷是由于沸石对磷素的吸附结合能力低于
表 2 生物炭的 BET 比表面积、孔容及孔径分布 土壤，吸附于沸石上的磷素更容易发生解吸。生物
Table 2 BET specific surface area, pore volume and pore
size distribution of biochars 炭含有多种官能团，能通过离子交换和吸附作用活
化土壤中的有效磷。NP、NB、NPB 3 种配施处理的
BET 比表面积 总孔容 t-plot 微孔孔容 平均孔径
样品 2 3 3 土壤速效磷含量分别为 339.21、67.86、2076 mg/kg，
/(m /g) /(cm /g) /(cm /g) /nm
S1 7.581 0.015 0.0028 6.45 纳米沸石和改性生物炭同时添加到土壤中对磷的
S2 14.947 0.021 0.0039 4.36 活化产生了一定的抑制作用，其原因有待进一步
研究。
2.3 不同固定剂对土壤 pH、速效磷含量的影响
土壤 pH 影响着重金属碳酸盐、磷酸盐、氢氧
化物等难溶物的溶解度及土壤表面电荷的性质，在
重金属固定过程中起着重要作用 [19] 。图 3 是添加不
同固定剂后土壤的 pH 变化情况。与对照组相比，
单独添加纳米沸石能显著提高土壤 pH，在培养第
30 d 时土壤 pH 增加到 8.10。纳米沸石能提高土壤
2+
+
2+
+
pH 的原因为沸石中含有 Na 、Mg 、K 、Ca 等离
+
3+
子，易与土壤溶液中 H 、Al 发生置换反应，导致

水解性酸、代换性酸含量下降，从而提高土壤 pH。 图 4 不同固定剂处理对土壤速效磷含量的影响
磷酸二氢钾单独施用使土壤 pH 先增加后减小，在 Fig. 4 Effect of different stabilizers on the content of
available phosphorus in soils
第 8 d 时达到最大值 6.08。这是由于磷酸二氢钾是
–
一种酸式盐，在土壤中主要以 H 2 PO 4 形态存在， 2.4 不同固定剂对土壤 TCLP 提取态铀含量的影响
–
–
H 2 PO 4 交换解吸了土壤胶体上的 OH ，从而增大土 采用 TCLP 方法分析固定处理对土壤中铀浸出
+
壤 pH，而 pH 随后减小是因为土壤中 K 浓度增大， 量的影响，结果如图 5 所示。
交换解吸了土壤胶体上的 H +[20] 。与对照组相比，
改性生物炭单独施用 30 d 后 pH 下降了 0.21，生物
炭本是碱性物质，经硝酸改性后呈酸性，与土壤混
合后略微减小土壤 pH。与对照组相比，NP、NB、
NPB 3 种复配固定剂使土壤 pH 分别增加 3.47、
4.08、2.89。

图 5 不同固定处理下土壤 TCLP 提取态铀含量
Fig. 5 Effect of different stabilizers on the extractable
uranium content in soils by TCLP

由图 5 可以看出，对照组土壤中铀的浸出量为
106.64 mg/kg，经 N、P、B、NP、NB、NPB 组固定
化处理 30 d 后，土壤中铀的浸出量分别降低至

图 3 不同固定剂处理对土壤 pH 的影响 52.01、45.94、61.71、39.95、53.13、30.35 mg/kg。
Fig. 3 Effect of different stabilizers on soil pH 结果表明，施用不同固定剂都能降低土壤中 TCLP