课题基金 / 基金详情

生物质促进赤泥成土化的生物驱动机理及其潜在生态风险分析

批准号:
42077129
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
刘爱菊
依托单位:
学科分类:
环境土壤学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘爱菊

项目摘要

结项摘要

刘爱菊的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
土壤化修复是当前规模化解决赤泥大量堆存问题,实现区域生态环境安全的最可行措施之一。针对赤泥中苛性碱转化及其成土化发育的生物驱动机理等科学问题,本项目以拜耳法赤泥为研究对象,分别以腐化和未腐化处理玉米秸秆为生物质材料,拟通过实验室研究与场地示范相结合方法,探究生物质改良促进赤泥碱性转化及成土发育的生物驱动机制及其生态可持续性。其中,1)利用高通量测序分析、IC/HLPC-MS分析以及结合Na分布表征阐释有机质微生物代谢产酸对赤泥碱性调控作用机制及其可行性;2)采用光谱分析、生态化学计量分析等手段表征赤泥土壤化过程中C、N、P的累积特征,结合颗粒团聚体表征阐释赤泥土壤化发育的生物驱动机制;3)采用微束分析技术、生物毒性试验等手段表征赤泥土壤化发育过程中Na、Al、Cr、V等污染元素的潜在生态风险及其控释机制。项目研究将为生物质用于赤泥堆场生态复垦及其工程的管理提供可靠的理论依据和技术支持。
英文摘要
Soil amelioration of bauxite residues, by-products of bauxite-processing, is the most feasible way to solve the problem caused by the large-scale storage of bauxite residues and realize regional ecological environment security of the bauxite residues disposal area. However, the limited knowledge on the alkalinity transformation and pedogenesis of bauxite residues admixed with organic matters has hindered the wide application of BSRA rehabilitation in practice. In this project, the soil amelioration of bauxite residues from Bayer-processing of Shandong Aluminum Co., Ltd was investigated after admixing biomass materials from corn straw treated with or wthout septicization. Both the laboratory microcosm and in-site rehabilitation experiments were conducted in this study, to explore the biological driving mechanism and ecological sustainability of an eco-engineered soil from bauxite residues. The main investigated items including: 1) DNA high-throughput sequencing analysis of functional microbial community, IC/HLPC analysis of organic acid from biomass biodegradation and XRD/EDS/STXM analysis of Na bonded to solid phase of bauxite residues were used to investigate the effect and driving mechanism of microbial metabolic acid on the morphological transformation of Na bonded in bauxite residues and to explain the feasibility of bauxite residues alkaline regulation with microbiome steered by biomass admixing; 2) to investigate the microbial driving function on soil amelioration of bauxite residues admixed with biomass, the FTIR/NMR analysis, ecological chemical metrology analysis and aggregates morphological analysis was used to characterize the accumulation characteristics of carbon, nitrogen and phosphorus, and to explain biological mechanism of the bauxite residues pedogenesis; 3) the biogeochemical characteristics of Na, Al, Cr, V and their potential ecological risks in the process of loam development were characterized by means of elemental morphology analysis, microbeam technology and biological toxicity test. The research results will provide a reliable theoretical basis for the application of biomass in bauxite residues disposal area rehabilitation and its engineering management.
本研究以拜耳法赤泥的土壤化生态恢复为研究目标,通过添加未腐化和腐化处理秸秆生物质,系统研究生物质改良对赤泥基质的土壤化生态工程的促进作用及调控机理进行研究,得出的主要结论如下:.(1)生物质添加处理,赤泥基质盐碱性得到了显著改善,在培养36 month后,其pH、ESP显著降低至8.72、26.50%,逐渐恢复到参照土壤的正常水平。其中,生物质的降解代谢过程中增加的Ca2+对苛性Na+的矿化固定或离子置换作用;和生物质添加改良培养,可促进微生物群落代谢活性增强,并利于代谢产酸能力较强的微生物,如酸杆菌门(Acidobacteria)以及真菌的生长繁殖,产生小分子有机酸的中和作用,是生物质添加实现赤泥盐碱性微生物调控的重要途径;此外,赤泥基质物理结构的改善也是促进苛性Na+降低的重要因素。.(2)生物质及预腐化处理生物质,均可改善赤泥基质中微生物群落结构及代谢活性,其中,生物质直接添加利用真菌群落的定植和扩增;而预腐化处理生物质则给细菌群落的生长更为有利。微生物生长代谢产生的球囊蛋白类物质以及生物质腐化产物作为粘结剂,促进了赤泥黏粒团聚,改善赤泥基质的物理结构。同时,外源生物质输入也显著促进了赤泥基质的有机质积累和氮磷元素等养分含量,显著提升了赤泥基质肥力,为后续的植物定植及生长创造了有利条件。同时,生物质添加对赤泥土壤化生态演化,并不会提升赤泥中Pb、As、Ni、Cr、V等重金属释放风险。.(3)室内盆栽及小区示范试验表明,赤泥经秸秆生物质改良,可适宜多种植物的定植生长。因此,利用农业秸秆等固废资源改良赤泥,在实现赤泥土壤化的资源利用面,具有良好的开发潜力。
Cu(II)共存时典型磺胺类抗生素在土壤中吸附行为、机理及其表征
  • 批准号:
    41877122
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    刘爱菊
  • 依托单位:
抗生素-重金属复合污染对土壤微生物的生态毒理效应及其作用机制研究
  • 批准号:
    41671322
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    刘爱菊
  • 依托单位:
Cu、Zn复合污染的土壤微生物毒性及其预测模型研究
  • 批准号:
    41001145
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    刘爱菊
  • 依托单位:
国内基金
海外基金