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潮土磷库组成及累积磷的消耗转化特征
1
作者 郭斗斗 张珂珂 +4 位作者 黄绍敏 宋晓 张水清 岳克 郭腾飞 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期87-98,共12页
【目的】长期施用磷肥致使潮土中累积了大量的磷,为精确管控和合理利用累积磷素,我们研究了小麦–玉米连续种植下,停止使用磷肥后磷库的组成和消耗转化特征。【方法】本研究依托位于河南新乡的“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基... 【目的】长期施用磷肥致使潮土中累积了大量的磷,为精确管控和合理利用累积磷素,我们研究了小麦–玉米连续种植下,停止使用磷肥后磷库的组成和消耗转化特征。【方法】本研究依托位于河南新乡的“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”进行,连续26年施用不同量磷肥,处理间土壤磷积累量差异很大。利用单个处理或两个处理耕层土壤混合的方法,制备Olsen-P含量分别为6.7、14.3、27.6、55.4、72.3 mg/kg的土壤(分别记为L1、L2、L3、L4、L5),用于进行微区耗竭试验,种植制度为冬小麦–夏玉米轮作。在耗竭试验的5年间,测定了土壤全磷、Olsen-P和各磷库组分含量。【结果】潮土磷库中无机磷占比超过90%,L5处理土壤中的有效磷库组分Resin-P、NaHCO_(3)-Pt、NaOH-Pt含量分别为L1的5.0、3.5、2.8倍。L1处理(缺磷土壤)的有效磷组分在全磷中的比例仅为10.4%,而难利用磷组分(C.HCl-Pt, Residual-P)的比例高达24.0%;L5处理(高磷土壤)有效磷组分比例高达20.6%,难利用组分比例低至14.3%。缓效磷组分(D.HCl-Pi)在全磷中的比例基本维持在66%。有效磷水平高于农学阈值(L2处理)之后,Resin-P组分才开始增加,增加量占有效磷库增加量的17.3%~22.6%。磷库耗竭过程中,有效磷库是作物吸收的第一磷库,且以Resin-P、NaHCO_(3)-Pi、NaOH-Pi的先后顺序被利用。Resin-P、NaHCO_(3)-Pi、NaOH-Pi每消耗1 mg/kg,Olsen-P分别减少1.3、0.7和1.0 mg/kg。有效磷库组分与缓效磷库、难利用磷库组分可以互相转化。5年耗竭过程中,L1处理有18.0 mg/kg难利用磷转化为D.HCl-Pi,L2、L3处理分别有22.3和7.2 mg/kg D.HCl-Pi转化为有效态磷,提升了土壤累积磷素的生物有效性;而L4、L5处理分别有29.9和43.1 mg/kg有效态磷组分转化为D.HCl-Pi,降低了土壤累积磷的生物有效性。【结论】随着土壤Olsen-P水平的提高,有效磷库组分Resin-P、NaHCO_(3)-Pt、NaOH-Pt占比增加,难利用磷库占比减少,而缓效磷库占比高且稳定。有效态Resin-P在Olsen-P超过农学阈值后才开始累积。作物吸收可促进缺磷土壤难利用磷库组分转化为缓效磷库组分,中磷土壤缓效磷库组分转化为有效磷库组分,最终土壤累积磷素均被活化利用;而高磷土壤中30%以上的有效磷库组分被转化为缓效磷库组分,作物奢侈吸磷量显著增加,造成一定的磷肥养分浪费。中磷土壤是维持磷资源高效利用和作物高产的最佳磷库组成状态。 展开更多
关键词 潮土 累积磷有效性 磷转化 缓效磷库 生物耗竭 磷地力
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磷肥用量对红壤区稻田土壤磷酸酶活性及解磷菌分布的影响
2
作者 黎颖惠 邢肖毅 +4 位作者 仇旭 许仕荣 倪绯 赵炼 杨贤均 《山东农业科学》 北大核心 2024年第2期111-117,共7页
为明确施用磷肥对土壤磷活化的影响及微生物驱动机制,以为红壤区磷肥管理和高效利用提供理论依据,本试验以红壤区稻田土为供试材料,采用室内培养法,施入磷酸二氢钾,设置磷素水平分别为20 (P20)、50 (P50)、80 mg/kg (P80),25℃下培养一... 为明确施用磷肥对土壤磷活化的影响及微生物驱动机制,以为红壤区磷肥管理和高效利用提供理论依据,本试验以红壤区稻田土为供试材料,采用室内培养法,施入磷酸二氢钾,设置磷素水平分别为20 (P20)、50 (P50)、80 mg/kg (P80),25℃下培养一周,研究不同磷肥用量对稻田土壤有效磷含量、磷酸酶活性及解磷菌分布的影响。结果表明,土壤磷有效性指数(土壤有效磷增加量占施磷量的百分比)随施磷量的增加而升高。磷素施用量为20、50、80 mg/kg时,土壤有效磷含量分别提升4.53、12.65、25.69 mg/kg,土壤磷有效性指数分别为22.65%、25.30%和32.11%。土壤酸性磷酸酶活性高于中性磷酸酶和碱性磷酸酶,且酸性磷酸酶对磷肥的响应更强烈,P50处理土壤磷酸酶活性最高,其次是P20处理,P80处理最低。phoD高通量测序结果表明,施用磷肥显著降低土壤中含phoD基因解磷菌的α多样性,影响解磷菌的群落组成,P50处理的OTU769(未知类群)相对丰度高达约30%,可能促进了磷酸酶活性及有效磷含量的增加。P80处理的OTU1036和OTU975(假单胞杆菌)总相对丰度约50%,二者可能更多通过分泌有机酸溶解无机磷以增加有效磷含量。较高的磷肥施用量提高了有效磷供给效率,磷酸酶活性的增加可能是中等磷肥用量处理下有效磷增加的重要原因之一,而高磷肥用量处理下假单胞杆菌对无机磷的溶解可能起更重要的作用。 展开更多
关键词 磷肥 磷活化 稻田土壤 有效磷 磷酸酶 phoD 解磷菌
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不断提高磷矿资源高端化利用占比
3
作者 蔡伟 穆显平 蒋莉莉 《当代贵州》 2024年第7期88-89,共2页
贵州是全国三大磷矿基地之一,特别是开阳磷矿区,是全国唯一不经选矿即可直接用于生产高浓度磷复肥和深加工的优质原料产地。经过几十年的发展,贵州已建成了“磷矿采选-基础磷化工-精细磷化工-资源综合利用”较为完备的磷化工产业体系,... 贵州是全国三大磷矿基地之一,特别是开阳磷矿区,是全国唯一不经选矿即可直接用于生产高浓度磷复肥和深加工的优质原料产地。经过几十年的发展,贵州已建成了“磷矿采选-基础磷化工-精细磷化工-资源综合利用”较为完备的磷化工产业体系,但全省磷化工整体处于产业链中上游、价值链中低端,开采的磷矿石70%至80%用于生产肥料级磷酸一铵和磷酸二铵等初级产品,新型肥料、饲料级磷酸盐、工业级磷酸盐等中高端磷化工产品占比不到10%,磷矿资源消耗与所取得的经济效益不相匹配。 展开更多
关键词 磷化工产品 磷矿资源 高浓度磷复肥 价值链 高端化 磷酸一铵 资源综合利用 磷化工产业
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秸秆还田及磷细菌对土壤微生态及豆角产量的影响
4
作者 孙翠焕 郭玲玲 +3 位作者 陈丽媛 陈杰 赵博伦 王智学 《微生物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-89,共6页
为研究秸秆还田及外源添加磷细菌对土壤微生态及农作物产量的影响,以玉米秸秆和具有解磷能力的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)为研究对象,通过在设施大棚中栽培豆角,研究了不同处理对土壤和豆角根际解磷类细菌数量、土壤有效磷含量... 为研究秸秆还田及外源添加磷细菌对土壤微生态及农作物产量的影响,以玉米秸秆和具有解磷能力的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)为研究对象,通过在设施大棚中栽培豆角,研究了不同处理对土壤和豆角根际解磷类细菌数量、土壤有效磷含量、解磷能力以及豆角产量的影响。研究结果显示,玉米秸秆(处理1)、玉米秸秆+磷细菌(处理2)、磷细菌(处理3)三个处理的土壤中解磷类细菌数量有较大差异,其中处理2数量最高,比对照区高31.89%,差异显著(P<0.05);三个处理均能明显增加豆角根际解磷类细菌数量,差异达到显著水平(P<0.05),其中处理2最高,比对照高86.30%,差异达到极显著水平(P<0.01);三个处理土壤有效磷含量均明显高于对照,差异显著(P<0.05),其中处理2最高,比对照高9.8%;三个处理土壤解磷能力差异较大,处理1和处理2可明显提高土壤解磷能力,分别比对照高50.2%和65.2%,差异极显著(P<0.01);三个处理对豆角均有增产效果,但差异较大,处理2比处理1、处理3产量增加明显,分别增产6.8%、10.3%,差异达到显著水平(P<0.05);处理2比对照增产15.5%,差异达极显著水平(P<0.01)。研究结果表明,玉米秸秆配合外源添加磷细菌恶臭假单胞菌,较单一使用玉米秸秆和磷细菌可显著增加土壤及豆角根际解磷类细菌数量、增加土壤有效磷含量、提高土壤解磷能力、促进豆角增产,说明玉米秸秆和磷细菌有相互促进作用。本研究可为秸秆还田和磷细菌田间施用方法的研究和应用提供参考。 展开更多
关键词 秸秆 磷细菌 恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida) 土壤微生态 有效磷 解磷能力 豆角产量
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运行模式对聚磷生物膜同步去除和富集磷酸盐效果的影响机制
5
作者 毕贞 欧阳志康 +2 位作者 钱萌萌 刘宇清 黄勇 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期175-182,共8页
为了探究运行模式(即厌氧、好氧顺序不同)对聚磷生物膜磷去除与回收效果的影响,采用相同的聚磷生物膜对模拟城市污水进行磷回收。经过连续运行生物膜反应器,发现在不同运行模式下,聚磷生物膜的吸磷和释磷环境(水体中磷浓度)有显著差异... 为了探究运行模式(即厌氧、好氧顺序不同)对聚磷生物膜磷去除与回收效果的影响,采用相同的聚磷生物膜对模拟城市污水进行磷回收。经过连续运行生物膜反应器,发现在不同运行模式下,聚磷生物膜的吸磷和释磷环境(水体中磷浓度)有显著差异。在“厌氧–好氧交替”模式下,好氧阶段的高磷负荷会强化生物膜的吸磷能力,此时磷回收的效果取决于吸磷的限值;而“好氧–厌氧交替”模式下,厌氧阶段的高浓度磷会抑制生物膜释磷能力,成为限制磷回收效果的主要原因。这种由运行模式带来的吸磷和释磷环境差异导致生物膜的好氧吸磷量、厌氧释磷量以及释磷时的碳源利用率不同,“厌氧–好氧交替”模式下生物膜的碳源利用效率为0.213 mmol P/mmol C,远高于“好氧–厌氧交替”模式下的0.046 mmol P/mmol C。综合来看,“厌氧–好氧交替”模式下的聚磷生物膜磷在磷去除率和碳源利用率方面更具优势,而“好氧–厌氧交替”模式下的磷回收效果更佳,磷回收液浓度达到99.90 mg/L。 展开更多
关键词 聚磷生物膜 磷回收 吸磷 释磷 运行模式
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增氧条件下粉绿狐尾藻的氮磷吸收特征
6
作者 张文萍 蒋易 +4 位作者 张鑫全 文清柏 李汉常 谭歆 王润贤 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期271-282,共12页
为探明增氧处理下粉绿狐尾藻植株的氮磷吸收特征,该研究以粉绿狐尾藻为研究材料,设置5个不同增氧水平(增氧时长),即CK (0 min)、JO1(4 min)、JO_(2)(6 min)、JO3(8 min)、JO4(10 min),系统分析了不同增氧水平下粉绿狐尾藻幼苗期(7月10日... 为探明增氧处理下粉绿狐尾藻植株的氮磷吸收特征,该研究以粉绿狐尾藻为研究材料,设置5个不同增氧水平(增氧时长),即CK (0 min)、JO1(4 min)、JO_(2)(6 min)、JO3(8 min)、JO4(10 min),系统分析了不同增氧水平下粉绿狐尾藻幼苗期(7月10日—9月15日)、生长旺盛期(9月16日—12月22日)生理指标的变化规律,明确了植株N、P含量、N/P和叶绿素含量、底泥各形态氮磷含量之间的关系。结果表明:增氧8 min时,t_(1)、t_(2)取样时期(9月15日、10月10日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期(12月22日)的氮吸收量最高;增氧6 min时,t_(3)、t4取样时期(10月27日、11月16日)粉绿狐尾藻的氮、磷吸收量及t5取样时期的磷吸收量最高;增氧有利于粉绿狐尾藻在t_(1)、t_(2)、t_(3)时期对氮的吸收,t4时期对磷的吸收,表现为t_(1)、t_(2)、t_(3)时期粉绿狐尾藻的植株氮磷比分别增加5.27%~36.57%、9.04%~63.07%、3.50%~73.45%,t4时期的N/P降低1.38%-34.05%;增氧使t_(2)、t5时期粉绿狐尾藻叶片叶绿素a、b及叶绿素总含量降低,t4时期叶绿素含量增加同时,使t_(1)、t_(2)时期底泥氮磷比值(sediment total nitrogen/phosphorus,STN/P)分别降低64.84%、54.76%,t4、t5时期STN/P分别增高138.97%、47.02%;层次聚类分析及多元线性回归分析结果进一步表明,增氧6 min是增氧促进粉绿狐尾藻氮磷吸收利用的理论满意方案,增氧降低t_(1)时期叶绿素a、b含量、t5时期底泥碱解氮含量(sediment alkali-hydro nitrogen,SAHN)和t4时期铁结合态磷(Fe-P)含量同时,促进了粉绿狐尾藻t5时期氮磷的吸收。增氧调控粉绿狐尾藻叶片叶绿素形成和底泥氮磷的形态转化,促进其对底泥氮磷吸收,同时提高了粉绿狐尾藻氮磷的吸收利用效果,可抑制甲烷和氧化亚氮、CO_(2)等温室气体的排放。 展开更多
关键词 氮 磷 植株氮磷比 氮磷形态 增氧处理 粉绿狐尾藻
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施磷增氧对水稻成熟期锌吸收分配及产量的影响
7
作者 张文萍 曾峰 +5 位作者 钟诚 贺振华 吴友杰 蒋易 王润贤 段慧军 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 2024年第2期8-16,共9页
【目的】明确施磷、增氧及二者互作对水稻根系生理特性、成熟期锌吸收分配及产量的影响。【方法】以杂交稻C两优608作为盆栽试验对象,设置增氧(OI)、不增氧(NI)2种灌溉方式,4个施磷水平(P_(1)=0.00、P_(2)=1.35、P_(3)=2.70、P_(4)=4.05... 【目的】明确施磷、增氧及二者互作对水稻根系生理特性、成熟期锌吸收分配及产量的影响。【方法】以杂交稻C两优608作为盆栽试验对象,设置增氧(OI)、不增氧(NI)2种灌溉方式,4个施磷水平(P_(1)=0.00、P_(2)=1.35、P_(3)=2.70、P_(4)=4.05 g/盆),研究施磷、增氧对水稻各生育期根系活力、根系酸性磷酸酶活性和成熟期各部位含锌量及产量性状的影响。【结果】(1)施磷使铁锰胶膜含锌量降低33.38%~60.41%,增氧使锌由根部向秸秆转移系数增加24.98%~113.15%,氧磷互作促使水稻秸秆含锌量增加,降低了锌由秸秆向籽粒的转移系数及籽粒锌分配比例;(2)OIP_(1)处理水稻籽粒产量、千粒质量、有效穗数、籽粒锌分配比例均最高,分别为140.45 g/盆、27.57 g、29.00个/株、29.52%,是提高水稻籽粒产量及锌吸收的最佳灌溉模式;(3)施磷增加水稻分蘖期根系活力,降低灌浆期根系酸性磷酸酶活性,抑制成熟期根部锌的吸收和累积,促进锌由秸秆向籽粒转移,进而使籽粒产量及结实率增加;氧磷互作降低分蘖期根系酸性磷酸酶活性,增加灌浆期根系酸性磷酸酶活性,提高水稻秸秆、籽粒含锌量,降低了水稻有效穗数、结实率和水稻锌由秸秆向籽粒的转移能力。【结论】施磷、氧磷互作均可通过影响水稻分蘖期、灌浆期根系生理特性,调控水稻籽粒锌吸收及锌由秸秆向籽粒的转移系数以影响水稻产量形成;增氧则促进水稻秸秆锌的吸收与分配。 展开更多
关键词 根系活力 根系酸性磷酸酶活性 锌吸收 产量 施磷 增氧灌溉 氧磷互作
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磷渣酸高温活化低品位磷矿制备聚合态磷肥
8
作者 李莹莹 孙玉翠 +3 位作者 梅毅 匡家灵 刘翠侠 马航 《化工矿物与加工》 CAS 2024年第3期30-36,共7页
以低品位磷矿和磷渣酸为主要原料,采用高温煅烧方法对其进行活化,制备了一种聚合态磷肥,通过单因素试验对反应条件进行了探索,得到的适宜反应条件为:聚合反应温度600℃、聚合反应时间40 min、原料配比m(酸P_(2)O_(5))/m(矿P_(2)O_(5))为... 以低品位磷矿和磷渣酸为主要原料,采用高温煅烧方法对其进行活化,制备了一种聚合态磷肥,通过单因素试验对反应条件进行了探索,得到的适宜反应条件为:聚合反应温度600℃、聚合反应时间40 min、原料配比m(酸P_(2)O_(5))/m(矿P_(2)O_(5))为2.5。在此条件下制备得到的聚合态磷肥为疏松多孔的块状结构,其中聚合磷质量分数为35.70%、聚合率为86.47%,有效磷质量分数为36.40%、占总磷的88%,钙、镁的有效占比分别为60.3%和75.6%,溶解试验结果显示该聚合态磷肥主要以枸溶性为主。 展开更多
关键词 低品位磷矿 磷渣酸 聚合磷 高温聚合 聚合率 磷肥
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湘南丘陵区水田改旱地后土壤磷的有效性及淋失风险
9
作者 杨昌富 张璐 +2 位作者 陈波浪 文石林 蔡泽江 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期199-208,共10页
【目的】研究不同母质发育的水稻土改旱地后土壤有效磷变化特征及主要影响因素,为红壤区磷素高效利用提供依据。【方法】采集3种母质(石灰岩、第四纪红色黏土和砂页岩)发育的水稻土及相邻的水田改旱地土壤样品,分析了土壤全磷、有效磷... 【目的】研究不同母质发育的水稻土改旱地后土壤有效磷变化特征及主要影响因素,为红壤区磷素高效利用提供依据。【方法】采集3种母质(石灰岩、第四纪红色黏土和砂页岩)发育的水稻土及相邻的水田改旱地土壤样品,分析了土壤全磷、有效磷、水溶性磷和无机磷组分(Al-P、Fe-P、Ca-P和O-P)的变化特征,通过主成分分析(PCA)和随机森林分析,探究水田改旱地后土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结果】水田改为旱地后,石灰岩、砂页岩发育的土壤有效磷含量分别增加了20.48和17.60 mg/kg (P<0.05),但水溶性磷含量均低于磷素环境阈值;土壤磷活化系数分别提高了2.67和2.22个百分点;Al-P含量分别增加了46.07和51.28mg/kg;石灰岩发育的土壤Fe-P含量增加了62.11 mg/kg。相关分析表明,水田改旱地后,Fe-P、Al-P与磷活化系数呈显著或极显著正相关,PCA和随机森林分析结果表明Fe-P、Al-P是土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结论】湘南红壤丘陵区水田改为旱地后,第四纪红色黏土发育的红壤磷素有效性未发生显著变化,石灰岩和砂页岩发育的土壤磷素有效性由于铁磷和铝磷在全磷中比例的增加而显著提升。3种母质发育的水田改旱地后,其水溶性磷含量均低于环境磷阈值,引发磷淋失的风险较低。 展开更多
关键词 红壤 成土母质 水田改旱地 磷活化系数 无机磷组分 磷淋失风险
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低磷红壤无机磷组分特征及间作调控作用
10
作者 赵红敏 苏丽珍 +4 位作者 陈源 侯贤锋 周龙 郑毅 汤利 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期18-26,共9页
为明确间作和施用磷肥对低磷红壤无机磷组分的影响,促进酸性土壤磷肥高效利用,通过田间小区定位试验,采用玉米单作(MM)、玉米//大豆间作(MI)2种种植模式,在4个施磷水平(P2O50、60、90、120 kg·hm^(-2),分别记作P0、P60、P90、P120)... 为明确间作和施用磷肥对低磷红壤无机磷组分的影响,促进酸性土壤磷肥高效利用,通过田间小区定位试验,采用玉米单作(MM)、玉米//大豆间作(MI)2种种植模式,在4个施磷水平(P2O50、60、90、120 kg·hm^(-2),分别记作P0、P60、P90、P120)下,研究玉米//大豆间作根际土壤无机磷组分变化特征,探讨间作对红壤玉米产量及其可持续性、磷吸收和磷素收支平衡、土壤无机磷组分的调控作用。结果表明,玉米籽粒产量及其可持续性指数(SYI)、磷吸收量随着施磷水平的增加而增加,在P90水平达到最大值。低磷红壤无机磷组分以O-P和Fe-P为主,二者占无机磷库的71.44%~80.18%,施用磷肥显著提高了红壤Fe-P和Al-P的含量与占比。玉米//大豆间作显著提高玉米产量,促进磷的吸收利用,减少土壤磷素盈余量,显著降低红壤O-P、Fe-P、Al-P含量。与单作相比,在P60、P90、P120水平下,间作玉米产量分别显著提高66.70%、52.44%、74.14%,SYI分别显著提高55.31%、42.18%、78.00%,磷吸收量分别显著提高61.97%、48.67%、74.33%,土壤磷盈余量分别显著降低33.39%、27.27%、17.06%。相较于单作,间作红壤中有效磷含量无显著差异,而O-P和Al-P含量在P0、P60、P90、P120水平下分别显著降低20.62%、16.79%、16.62%、18.48%和21.98%、21.08%、20.19%、20.18%,Fe-P含量在P60、P90、P120水平下分别显著降低19.37%、15.78%、17.72%。低磷供应(P0和P60)间作与单作红壤Ca-P含量无显著差异,在P90和P120水平下,间作红壤Ca-P含量降低23.50%和26.70%。随机森林模型分析表明,间作体系下,红壤Fe-P和Al-P是磷吸收的关键无机磷组分,间作总方差解释度较单作提高了7.95%。综上,在低磷红壤上,合理间作通过促进红壤中难溶性无机磷组分的活化增加玉米的磷吸收,具有减少土壤磷素固定、提高玉米产量及其可持续性的潜力。 展开更多
关键词 玉米//大豆间作 施磷水平 无机磷组分 红壤 磷吸收
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长期大气CO_(2)浓度升高对大豆磷吸收及根际磷转化的影响
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作者 郭丽丽 李彦生 +6 位作者 于镇华 王光华 刘晓冰 张锦源 吴俊江 王国兵 金剑 《土壤与作物》 2024年第1期27-38,共12页
磷(P)作为第二重要的植物营养元素,能够调节作物对气候变化的适应性。东北不同地区黑土有机质含量存在着较大差异,对作物营养吸收产生较大影响。然而,长期大气CO_(2)浓度升高对不同有机质含量黑土大豆生长、土壤磷组分以及相关微生物机... 磷(P)作为第二重要的植物营养元素,能够调节作物对气候变化的适应性。东北不同地区黑土有机质含量存在着较大差异,对作物营养吸收产生较大影响。然而,长期大气CO_(2)浓度升高对不同有机质含量黑土大豆生长、土壤磷组分以及相关微生物机制的影响鲜有研究。本研究利用开顶式生长室(OTC)重点探究了气候变化对不同有机质黑土大豆根际土壤磷组分和相关磷转化微生物功能基因的影响。结果表明,不同有机质含量的黑土大豆磷吸收对长期大气CO_(2)浓度升高的响应一致,既先升高后降低。然而,大豆根际磷组分的响应存在差异性。大气CO_(2)浓度升高降低了高有机质黑土中大豆根际NaHCO_(3)-P_(o)含量,但增加了低有机质黑土中大豆根际有机磷库(NaHCO_(3)-P_(o)和NaOH-Po)的含量,而降低了无机磷库(NaOH-Pi)的含量。同时,大气CO_(2)浓度升高使高有机质黑土根际土壤基因拷贝数增加53.0%,低有机质黑土中大豆根际土壤基因拷贝数增加44.4%。因此,长期气候变化条件下,高有机质含量黑土通过有机磷矿化功能微生物来满足大豆对磷素的需求;而在低有机质含量黑土中,长期高CO_(2)浓度主要影响无机磷组分以及相关功能基因。 展开更多
关键词 气候变化 有机质含量 磷组分 磷酸酶活性 磷转化功能基因
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多物质联用对磷石膏中磷的固定效果与机理分析
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作者 张晨燕 付甫刚 +2 位作者 谭文超 杨艺琳 柳听义 《环境工程技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期194-203,共10页
采用微生物-植物联用的磷石膏无害化处理方法,在磷石膏渣场土壤中富集筛选出2种聚磷菌,通过鉴定得知分别是假单胞菌(Pseudomonas sp.)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。将生石灰改性的磷石膏与少量土壤按质量比混合后,与已经配置的... 采用微生物-植物联用的磷石膏无害化处理方法,在磷石膏渣场土壤中富集筛选出2种聚磷菌,通过鉴定得知分别是假单胞菌(Pseudomonas sp.)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。将生石灰改性的磷石膏与少量土壤按质量比混合后,与已经配置的有机肥-微生物液体菌剂均匀混合,按不同混合比例放入渗滤土柱装置中并在表层种植高羊茅,底部收集渗滤液,通过钼酸铵分光光度法测量液体中总磷浓度变化,磷石膏:土:生石灰:有机肥:微生物:草籽质量比为7:3:0.2:0.2:0.03:0.03的组磷浸出浓度在1 mg/L以下,质量比为8:2:0.2:0.2:0.03:0.03的组浸出液总磷浓度不超过4 mg/L,对比新鲜磷石膏浸出液总磷浓度(633.9 mg/L),多物质联合处理磷石膏中磷的固定率达到99%。筛选的菌株在混合土壤中存活量最高可达6.4×10^(6)cfu/mL且活菌数量随时间保持稳定或缓慢增长趋势。为解决磷石膏堆积区磷浸出浓度超标的问题以及磷石膏无害化处理提供了有效支撑。 展开更多
关键词 磷石膏 假单胞菌 高羊茅 磷固定 磷浸出浓度
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解磷细菌活化水稻土中低品位磷矿粉的效果与机制
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作者 宋雅荣 常单娜 +3 位作者 周国朋 高嵩涓 段廷玉 曹卫东 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1102-1116,共15页
【目的】低品位磷矿粉中磷的生物利用具有重要意义。探讨解磷细菌活化低品位磷矿粉的效果与机制,为提高磷矿粉在红壤性水稻土上的施肥效果提供依据。【方法】将在湖南省采集的红壤性水稻土中添加不同粒径(0.18、0.10和0.05 mm)的磷矿粉... 【目的】低品位磷矿粉中磷的生物利用具有重要意义。探讨解磷细菌活化低品位磷矿粉的效果与机制,为提高磷矿粉在红壤性水稻土上的施肥效果提供依据。【方法】将在湖南省采集的红壤性水稻土中添加不同粒径(0.18、0.10和0.05 mm)的磷矿粉,设置接种乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus,P1)、皮特不动杆菌(Acinetobacter pittii,P2),以及不接种解磷细菌(P0)3种处理。将培养瓶在25℃黑暗培养箱中培养60 d,期间动态监测不同形态磷、pH,第60天测定有机酸、酸性和碱性磷酸酶活性(ACP、ALP)、碱性磷酸酶基因(phoD),研究解磷细菌对不同粒径磷矿粉的活化效果及机制。【结果】两株解磷细菌均能够活化难溶性磷,活化效果差异不显著。整个培养期间,3个粒径的磷矿粉接种解磷细菌后有效磷平均含量为13.4—14.7 mg·kg^(-1),高于不接种(P0)处理,提高31.1%—53.1%。粒径0.05 mm磷矿粉接种P1和P2解磷菌后有效磷平均含量增幅最大,为53.1%、47.5%(P<0.05);树脂磷(Resin-Pi)和碳酸氢钠提取无机磷(NaHCO3-Pi)的平均含量分别为13.9—16.6和14.9—16.5 mg·kg^(-1),均高于P0处理,分别提高36.4%—78.5%和13.7%—25.0%。粒径0.18 mm磷矿粉接种P1和P2解磷菌后Resin-Pi平均含量增幅最明显,为78.5%、49.5%(P<0.05);与P0相比,接种解磷细菌后粒径0.18 mm磷矿粉处理的活性磷增幅最明显,为28.4%—46.7%,稳定性磷降低2.1%—8.0%。与P0相比,接种解磷细菌土壤pH降低0.18—0.35个单位(P<0.05);乙酸、丙酸含量提高5.2%—13.7%和45.9%—127.5%(P<0.05)。P1处理碱性磷酸酶含量、phoD丰度分别增加6.5%—13.4%和24.0%—98.6%(P<0.05),P2处理酸性磷酸酶活性增加12.8%—17.2%(P<0.05),表明P1主要分泌碱性磷酸酶,P2主要分泌酸性磷酸酶。相关性分析结果表明,两株解磷细菌主要通过分泌乙酸、丙酸溶解难溶性的浓盐酸提取有机磷(Conc.HCl-Po)、浓盐酸提取无机磷(Conc.HCl-Pi)和氢氧化钠提取无机磷(NaOH-Pi),分泌酸性磷酸酶与碱性磷酸酶溶解难溶性有机磷(Conc.HCl-Po),向活性较高的Resin-Pi和碳酸氢钠提取无机磷(NaHCO_(3)-Pi)转化,促进磷库的周转。结构方程模型表明,添加细小粒径的磷矿粉与接种解磷细菌均可直接提高土壤有效磷含量,但接种解磷细菌对有效磷的影响更大。【结论】接种解磷菌能促进磷矿粉中难溶性磷的活化,粒径0.05 mm磷矿粉接种解磷菌后土壤有效磷增幅最大,但粒径0.18 mm磷矿粉处理的活性磷占比增幅最大,活化效果最好。解磷细菌乙酸钙不动杆菌和皮特不动杆菌主要通过分泌乙酸、丙酸等有机酸及磷酸酶,活化难溶性磷,增加活性磷占比,提高磷矿粉在红壤性水稻土中的施用效果。 展开更多
关键词 红壤 水稻土 磷矿粉 解磷细菌 磷组分
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磷肥有机替代、秸秆还田对棉花养分吸收和磷肥利用效率的影响
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作者 黄伟 王西和 +4 位作者 贾宏涛 杨金钰 屈小慧 刘盈锐 刘晓菊 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期333-343,共11页
为探究磷肥有机替代、秸秆还田对棉花养分吸收、磷肥利用效率及棉花产量的影响,本研究基于国家灰漠土肥力与肥料效益监测站5年田间微区棉花连作定位试验,以7种施肥措施为样本,于2022年棉花成熟期开展棉田土壤田间调查研究。结果表明,磷... 为探究磷肥有机替代、秸秆还田对棉花养分吸收、磷肥利用效率及棉花产量的影响,本研究基于国家灰漠土肥力与肥料效益监测站5年田间微区棉花连作定位试验,以7种施肥措施为样本,于2022年棉花成熟期开展棉田土壤田间调查研究。结果表明,磷肥有机替代和秸秆还田均能提升棉株氮磷钾养分吸收,各器官氮素平均含量在1.75~40.90 g·kg^(-1)之间,磷素平均含量在1.46~11.28 g·kg^(-1)之间,钾素平均含量在3.11~25.03 g·kg^(-1)之间。综合肥料投入和养分吸收,50%的磷肥有机替代和秸秆还田最能增强棉株吸氮能力和促进干物质积累,50%的磷肥有机替代对棉株吸磷能力最强且最有利于实现棉花节肥增钾的效果。棉株各器官N:P变化范围为1.20~12.01,磷肥有机替代和秸秆还田使茎、叶、蕾/铃/壳的N∶P明显降低,棉株生物量、籽棉产量随茎、叶、蕾/铃/壳N∶P的降低而增加,本试验棉花生长更倾向于受N、P共同限制。磷肥利用率随有机替代量的增加从12.54%提升到33.04%,土壤磷素盈余量随有机替代量的增加从28.20 kg·hm^(-2)降低到19.66 kg·hm^(-2)。研究表明,在北疆灰漠土棉区采用50%磷肥有机替代,即施磷(P2O5)60.0 kg·hm^(-2)和配施羊粪9 784.8 kg·hm^(-2),对棉花产量、生物量、养分吸收的综合效应最优,值得推广应用。 展开更多
关键词 棉花 磷素 有机替代 养分吸收 磷肥利用率 氮磷比
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铁磷共沉淀去除水中磷酸根的效果及机制
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作者 柳开颜 卢磊 +10 位作者 彭唐鑫彦 熊羽彤 刘孝利 彭芸 刘闯 刘颖华 胡海波 彭梅楷 郭晓辉 杜辉辉 雷鸣 《湖南生态科学学报》 CAS 2024年第1期31-38,共8页
【目的】探究环境条件改变对铁盐除磷的影响及潜在机理,为污水除磷方法的开发和应用提供理论基础。【方法】利用宏观除磷试验探明不同pH、铁磷摩尔比对水体磷酸根去除的影响;结合X-射线衍射(XRD)及热力学模型,探究化学沉淀和吸附过程中... 【目的】探究环境条件改变对铁盐除磷的影响及潜在机理,为污水除磷方法的开发和应用提供理论基础。【方法】利用宏观除磷试验探明不同pH、铁磷摩尔比对水体磷酸根去除的影响;结合X-射线衍射(XRD)及热力学模型,探究化学沉淀和吸附过程中磷的去除机制。【结果】随着pH升高,磷去除率先上升后下降;随铁磷摩尔比升高,磷的去除率呈现上升趋势;当反应条件为pH=5、铁磷摩尔比3∶1时,磷的去除率最高,为89.42%。XRD和热力学模型结果表明,磷主要通过形成铁-磷沉淀,如FePO4,或被铁氧化物吸附,达到从水体中去除的目的。【结论】在铁盐除磷的过程中,共沉淀和吸附两种机制并存。pH对这两种机制均有影响,而铁磷摩尔比则主要通过调控磷的吸附过程来改变磷的去除效率。 展开更多
关键词 铁盐除磷 共沉淀 吸附 热力学模型 污水除磷 铁磷摩尔比
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云南安宁磷矿区水系沉积物磷赋存形态及分布特征
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作者 刘崴 胡俊栋 +3 位作者 范晨子 刘永兵 赵文博 刘成海 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期177-188,共12页
磷污染是水污染的重要组成部分,因其可造成水体富营养化、水质下降,从而引起人们的广泛关注。研究沉积物中不同磷赋存形态及其分布特征有助于了解沉积物中磷的行为特征及迁移能力,从而为水体富营养化防治提供支撑。磷矿的开采、冶炼对... 磷污染是水污染的重要组成部分,因其可造成水体富营养化、水质下降,从而引起人们的广泛关注。研究沉积物中不同磷赋存形态及其分布特征有助于了解沉积物中磷的行为特征及迁移能力,从而为水体富营养化防治提供支撑。磷矿的开采、冶炼对矿区内水资源环境可能产生严重影响,本文以安宁磷矿区内河流、水库为研究区域,分析了不同水系沉积物磷元素赋存形态及分布特征,并对其生态风险进行评估。采用X射线荧光光谱法测定研究区水系沉积物总磷(TP)含量,并基于顺序提取及Hupfer改进的磷形态分析方法,将研究区各水系沉积物中磷分为弱吸附态磷(NH4Cl-P)、可还原态磷(BD-P)、金属氧化物结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(Ca-P)、残渣态磷(Res-P)等5种形态,采用单因子污染指数法对其进行生态风险评估。结果表明:研究区水系沉积物样品中TP含量范围为567.6~48115.5mg/kg,NH4Cl-P含量范围为0.07~115.2mg/kg,BD-P含量范围为8.84~802.5mg/kg,NaOH-P含量范围为21.3~3129.5mg/kg,Ca-P含量范围为12~45098mg/kg,Res-P含量范围为28.5~515.4mg/kg。研究区各水系沉积物样品磷形态具有相似的分布特征,即磷主要以Ca-P和NaOH-P形态存在,其他磷形态的相对含量大小顺序为NH4Cl-P<BD-P<Res-P。单因子污染指数评价结果表明,各水系沉积物中磷以重度污染为主。生物有效磷(BAP)污染评价结果表明,各水系沉积物中磷污染程度有所降低,但河流沉积物中磷仍以重度污染为主,磷释放风险较大,建议加强对磷矿区河流磷污染的监测与评估。 展开更多
关键词 磷形态 沉积物 分布特征 安宁磷矿区 X射线荧光光谱法 顺序提取法
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中国农田磷流失风险评价及其关键驱动因素
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作者 郑博福 刘海燕 +4 位作者 吴汉卿 吴之见 刘忠 朱锦奇 万炜 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期332-343,共12页
农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀... 农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数为迁移因子,结合GIS技术评估了中国农田磷流失的关键源区;在此基础上,利用随机森林法分析影响中国农田磷流失的关键因子,并通过结构方程模型揭示了农田磷流失风险指数与各因子的关系。结果表明:1)2000—2020年中国农田的磷流失的低、中、高、极高风险面积分别占农田总面积的43.8%、40.5%、13.4%、2.4%。2)中国农田磷流失在2000、2005、2010、2015、2020年高风险和极高风险总面积的年平均占比从大到小依次为:淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、松辽河流域、西南诸河流域、黄河流域、内陆河流域、海河流域。3)影响农田磷流失风险的关键源因子和迁移因子分别为土壤有效磷含量和归一化距离指数,其重要性特征值分别为129.53和65.12,土壤有效磷含量是农田磷流失最主要影响因子。4)磷流失风险指数与源因子指数、迁移因子指数呈极显著正相关,选取的14个指标对磷指数的解释度达0.62,其中源因子和迁移因子对磷指数的贡献率分别为0.77、0.19(P <0.001)。研究结果可为中国农田磷流失风险评估提供科学参考,对中国农业面源污染的宏观防控及战略决策具有重要意义。 展开更多
关键词 农田 面源污染 磷指数模型 磷流失 风险评价 关键因子 随机森林 结构方程模型
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林下植被对寒温带兴安落叶松林土壤磷形态及有效性的影响
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作者 朱正青 满秀玲 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期339-350,363,共13页
[目的]由于大兴安岭寒温带兴安落叶松林下植被差异较大,其土壤理化性质也有较大差异,研究不同林下植被兴安落叶松林土壤磷形态变化特征及有效性,为科学评价寒温带森林土壤磷素供给水平及磷循环研究提供科学数据。[方法]选取大兴安岭寒温... [目的]由于大兴安岭寒温带兴安落叶松林下植被差异较大,其土壤理化性质也有较大差异,研究不同林下植被兴安落叶松林土壤磷形态变化特征及有效性,为科学评价寒温带森林土壤磷素供给水平及磷循环研究提供科学数据。[方法]选取大兴安岭寒温带4种林下植被兴安落叶松林(兴安杜鹃-落叶松林、杜香-落叶松林、苔草-落叶松林和苔藓-落叶松林)为研究对象,于2022年6,8,10月采集0-5,5-10,10-20 cm土层土壤样品,采用Hedley磷分级法测定土壤不同形态磷含量。[结果](1)观测期间4种林下植被兴安落叶松林土壤活性磷(H 2 O-Pi、NaHCO_(3)-Pi、NaHCO_(3)-Po)和中等活性磷(NaOH-Pi、NaOH-Po)在6-10月总体呈降低趋势,中等活性磷含量占全磷的30.08%~52.80%,且中等活性磷均表现出无机磷含量高于有机磷含量。兴安杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林0-20 cm土层活性磷、中等活性磷含量均高于苔草-落叶松林和苔藓-落叶松林。苔草-落叶松林土壤稳定性磷(HCl-Pi、HCl-Po、residual-P)均显著高于其他3种落叶松林,且稳定性磷占全磷的58.86%~65.81%。(2)4种林下植被落叶松林土壤全磷(TP)、有效磷(AP)和磷活化系数(PAC)在6-10月变化范围分别为391.81~1081.02,7.34~83.90 mg/kg和1.62%~7.76%,兴安杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林土壤AP含量和PAC高于另外2种落叶松林,表现出较高的磷有效性;而苔草-落叶松林和苔藓-落叶松林在8,10月5-10,10-20 cm土层则出现供磷不足现象。(3)土壤含水率是兴安杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林土壤磷的主要影响因素,可溶性碳是苔草-落叶松林的主要影响因素,而铵态氮对苔藓-落叶松林影响较大。[结论]林下植被对兴安落叶松林土壤磷形态及磷有效性有显著影响,兴安杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林土壤活性磷组分、中等活性磷组分及有效磷含量较高,磷活化系数均在2.00%以上;而苔草-落叶松林土壤稳定性磷组分含量较高,土壤磷有效性相对较低。研究结果对寒温带森林生态系统林下植被生态功能及土壤养分循环研究具有重要意义。 展开更多
关键词 大兴安岭 落叶松林 土壤磷形态 活性磷 有效磷
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基于磷容量的污水处理厂除磷效能提升控制技术研究
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作者 王刚 李魁晓 +4 位作者 姜大伟 王慰 许骐 贺赟 张新勃 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期497-501,共5页
针对污水处理厂回流污泥除磷能力无法准确表征以及除磷药剂使用效率低的问题,首次建立了污泥磷容量的检测方法,研究了除磷药剂种类及用量对污泥磷容量的影响,同时开展了除磷药剂效能提升研究工作。结果表明,使用化学除磷工艺的污水处理... 针对污水处理厂回流污泥除磷能力无法准确表征以及除磷药剂使用效率低的问题,首次建立了污泥磷容量的检测方法,研究了除磷药剂种类及用量对污泥磷容量的影响,同时开展了除磷药剂效能提升研究工作。结果表明,使用化学除磷工艺的污水处理厂污泥有不同程度的磷去除能力,即“磷容量”,通过现场实测及拟合计算得到污水处理厂磷容量为0.32~3.25 mg/g(以单位污泥混合液悬浮固体的溶解态活性磷酸盐(sRP)去除量计),折合除磷药剂投加量为0~15.85 mg/L。除磷药剂种类与投加量是影响回流污泥磷容量的关键因素,相同投加量水平下,投加硫酸铝的污泥磷容量较投加聚合氯化铝(PAC)的污泥磷容量高,除磷药剂的预水解程度是导致磷容量差异的主要原因。污泥磷容量与除磷药剂投加量呈正相关。基于污泥磷容量的检测结果,污水处理厂可以采用改变污泥外回流比或将剩余污泥回流到初沉池的方式提高除磷药剂使用效率,可使进水的sRP下降10%以上。此外,剩余污泥回流初沉池可以减少30%的污泥排放量,既强化了除磷效果又实现了污泥的减量化,对污水处理厂绿色发展具有非常重要的指导意义。 展开更多
关键词 磷容量 检测方法 除磷药剂 除磷效能 调控技术
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污泥4种热处理产物中磷的化学提取-沉淀回收性能
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作者 张芷晗 罗欣宜 +3 位作者 张艾嘉 杨应举 刘晶 乔瑜 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期52-58,共7页
污水处理厂污泥中磷含量较高,对磷进行回收能有效实现磷资源的二次利用。采用磷酸铵镁(MAP)回收法分别对污泥4种热处理产物阴燃灰、掺烧灰、焚烧灰和热解焦的酸浸出液进行磷回收试验,重点分析了各热处理产物在酸浸出-MAP路线下的磷回收... 污水处理厂污泥中磷含量较高,对磷进行回收能有效实现磷资源的二次利用。采用磷酸铵镁(MAP)回收法分别对污泥4种热处理产物阴燃灰、掺烧灰、焚烧灰和热解焦的酸浸出液进行磷回收试验,重点分析了各热处理产物在酸浸出-MAP路线下的磷回收性能,包括磷沉淀率、产物中磷和杂质含量,并进一步探究了沉淀产物的环境安全性。结果表明,通过酸浸出-MAP回收法,单位质量沉淀产物磷质量分数达19.82~31.71 mg/g,原污泥中磷回收率达49.25%~65.81%。磷回收性能由高到低依次为焚烧灰、热解焦、阴燃灰、掺烧灰。酸浸出-MAP回收产物中含有大量Ca、Fe、Al和Si杂质,且含有一定量Zn、Pb、Cr、Cu、Cd、As和Ni,其中Zn含量远高于其他重金属含量。产物纯度和环境安全性由高到低依次为焚烧灰、掺烧灰、热解焦、阴燃灰。在沉淀产物的环境安全性方面,阴燃灰、焚烧灰和热解焦的酸浸出-MAP回收产物中重金属含量均符合GB/T 23349—2009《肥料中砷、镉、铅、汞生态指标》和GB 4284—2018《农用污泥污染物控制标准》。掺烧灰的酸浸出-MAP回收产物中Cd质量分数为3.20 mg/kg,超过农用污泥污染物控制标准限值3.00 mg/kg。 展开更多
关键词 污泥 热处理 磷回收 酸浸出-磷酸铵镁回收法 磷沉淀率 杂质含量
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