基于氮磷固定化回用的畜禽沼液农田配施重金属污染风险阻控研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41571301
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0701.环境土壤学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

At present, in China, the farmland use of livestock and poultry biogas manure is a common phenomenon in large-scale livestock and poultry farms. However, as the nutrient imbalance and high concentration of heavy metal in livestock and poultry biogas manure, its long-term farmland use could cause a certain risk of heavy metal pollution, and high nitrogen and phosphorus load aggravated the pollution trend.. To solve these problems, the project used natural zeolite as raw materials, to optimize the magnesium salt modified zeolite with the characteristics of nitrogen and phosphorus adsorption performance, magnesium ions targeted supply, seed induced crystallization and alkaline automatic control function, when it was used for the treatment of livestock and poultry biogas slurry, its nitrogen and phosphorus could be fixed through the synergy of zeolite adsorption and struvite precipitation. In addition to good slow-release fertilizer function,the recycled ammonium saturated zeolite carrying struvite composite material could be used for immobilization of heavy metal in soil. Through the laboratory and in situ test, the immobilized recovery mechanism of nitrogen and phosphorus by magnesium salt modified zeolite- struvite precipitation coupling technology and the long-term stability of heavy metal in contaminated soil were deeply studied. Related research results are very important for both the resource reuse of nitrogen phosphorus in livestock and poultry biogas slurry and soil heavy metals pollution in situ repairation, and has very wide application prospects.
畜禽沼肥农田回用是当前我国规模化畜禽养殖场普遍采用的一种模式,但是,由于畜禽沼肥养分不平衡,重金属浓度较高,其长期土地利用存在一定的重金属污染风险,且氮磷负荷过高更是加剧了这一污染趋势。本项目针对上述问题,拟以养猪场沼液为研究对象,研究构建集氮磷吸附性能、镁离子靶向供给、晶种作用和碱性自调控功能于一体的镁盐改性沸石,其用于畜禽沼液处理时,可通过沸石吸附与鸟粪石生成的协同作用,实现对沼液中氮磷的高效固定回收;其回收所得的鸟粪石-铵饱和沸石复合缓释肥产品,除了具有良好的缓释肥功能外,同时能对畜禽粪便农田利用中的重金属污染风险进行有效阻控。项目通过实验室和现场试验,深入探讨镁盐改性沸石-鸟粪石沉淀耦合技术固定化回收氮磷机制及其回收产品在重金属污染土壤修复中的长效稳定性能及机理。有关研究成果对畜禽沼液氮磷的资源化回用和重金属污染土壤的原位修复具有重要的实际意义,有着十分广阔的推广应用前景。

结项摘要

以氧化镁改性沸石复合材料(NZ-MgO)为吸附剂,实现对废水中磷酸盐和氨氮的高效固定回收,并进一步将回收的负载有鸟粪石的天然沸石(NZ-MAP)应用于土壤中重金属污染阻控。.(1)NZ-MgO材料的最优制备条件:Mg2+/沸石质量比为20%,OH-/Mg2+摩尔比为2.0,焙烧温度为400 ℃,焙烧时间为5 h。.(2)NZ-MgO对水中氮磷的回收性能研究表明, NZ-MgO对沼液中磷酸盐和氨氮的吸附量分别达119.2 mg·g-1和48.5 mg·g-1;吸附过程符合准二级动力学模型;吸附行为符合Langmuir等温吸附模型; Ca2+的存在对NZ-MgO回收溶液中氨氮会产生明显抑制作用;共存有机酸中,柠檬酸对NZ-MgO回收溶液中磷酸盐和氨氮的影响最大,腐殖酸次之,乙酸最小; NZ-MgO材料对溶液中磷酸盐和氨氮的回收机制主要有物理吸附、离子交换、静电吸附和化学沉淀这四种,其中以鸟粪石化学沉淀为主。.(3)NZ-MAP对水中重金属的吸附实验表明, NZ-MAP的最佳投加量分别为0.4 g·L-1和0.2 g·L-1时,对Pb2+和Cd2+最大吸附量分别为749.74 mg·g-1和249.35 mg·g-1;NZ-MAP对Pb2+和Cd2+的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附行为符合Langmuir等温吸附模型。NZ-MAP对溶液中Pb2+和Cd2+的吸附量随pH的增大呈先增加后趋于平衡的趋势;共存重金属离子对NZ-MAP去除溶液中Pb2+和Cd2+的影响从大到小排列依次是Al3+>Zn2+>Cu2+>Ni2+; NZ-MAP对溶液中Pb2+和Cd2+去除主要是分别通过生成Pb10(PO4)6(OH)2沉淀和Cd5(PO4)3(OH)沉淀的方式。.(4)NZ-MAP对土壤中重金属的稳定性能研究表明,随钝化时间和钝化剂投加量的增加,土壤中重金属中Pb和Cd的有效态含量呈明显下降趋势,且NZ-MAP材料钝化效果要明显优于天然沸石;当NZ-MAP钝化剂投加量为10%时,污染土壤中Pb2+和Cd2+的可交换态含量分别降低了87.90%和24.71%,残渣态分别增加了7.10倍和5.52倍; NZ-MAP钝化剂对重金属污染土壤的酸缓冲能力有一定的提升作用;NZ-MAP材料的施加对土壤微生物组成和丰度水平产生一定影响。.有关研究成果对畜禽沼液的农田安全回用具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Coadsorption of tetracycline and copper(II) onto struvite loaded zeolite – An T environmentally friendly product recovered from swine biogas slurry
四环素和铜(II)在负载鸟粪石的沸石上的共吸附 — 从猪沼气浆中回收的 T 环保产品
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Yuan Wang;Xuejiang Wang;Jing Li;Yuan Li;Siqing Xia;Jianfu Zhao;Tashu Mengist Minale;Zaoli Gu
  • 通讯作者:
    Zaoli Gu
Phosphate recovery from wastewater using calcium silicate hydrate (C-S-H): sonochemical synthesis and properties
使用水合硅酸钙 (C-S-H) 从废水中回收磷酸盐:声化学合成和特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Environmental Science Water Research & Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhihao Zhang;Xuejiang Wang;Jianfu Zhao
  • 通讯作者:
    Jianfu Zhao
Effects of struvite-humic acid loaded biochar/bentonite composite T amendment on Zn(II) and antibiotic resistance genes in manure-soil
鸟粪石-腐植酸负载生物炭/膨润土复合T改良剂对粪污土壤中Zn(II)和抗生素抗性基因的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Yuan Li;Xuejiang Wang;Jing Li;Yuan Wang;Jingke Song;Siqing Xia;Huanping Jing;Jianfu Zhao
  • 通讯作者:
    Jianfu Zhao
Removal of Pb(II) from aqueous solution using hydroxyapatite/calcium silicate hydrate (HAP/C-S-H) composite adsorbent prepared by a phosphate recovery process
利用磷酸盐回收工艺制备的羟基磷灰石/水合硅酸钙 (HAP/C-S-H) 复合吸附剂去除水溶液中的 Pb(II)
  • DOI:
    10.1007/978-3-030-78710-3_60
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Zhihao Zhang;Xuejiang Wang;Hao Wang;Jianfu Zhao
  • 通讯作者:
    Jianfu Zhao
Reuse of a phosphorus recovery product (struvite/palygorskite) from T nutrient wastewater for copper remediation in aqueous solution and soil
T营养废水中磷回收产品(鸟粪石/坡缕石)的再利用,用于水溶液和土壤中的铜修复
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Geoderma
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Hao Wang;Xuejiang Wang;Weishi Wang;Yinglong Su;Jianfu Zhao
  • 通讯作者:
    Jianfu Zhao

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

毒性分析微生物传感器电极固定方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    同济大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁钰力;赵建夫;张峰华;王学江
  • 通讯作者:
    王学江
多相催化湿式氧化法再生活性炭反应条件
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    同济大学学报,32(5)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李光明;王 华;陈 玲;赵建夫
  • 通讯作者:
    赵建夫
城市污水的低氧短程脱氮中试研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国给水排水
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑翔;王荣昌;司书鹏;杨殿海;励建全;赵建夫
  • 通讯作者:
    赵建夫
CellSense生物传感器毒性分析系统应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生态毒理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王虹;夏四清;赵建夫;贺莹;王学江;赵红宁
  • 通讯作者:
    赵红宁
非均相催化湿式氧化氧化法活性炭再生
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    环境污染治理技术与设备
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    熊 飞;陈 玲;王 华;赵建夫
  • 通讯作者:
    赵建夫

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

赵建夫的其他基金

异质可降解塑料对土壤畜禽肥源抗性基因赋存的影响与调控
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于缓释氮磷复合沸石的土壤畜禽有机肥源抗性基因污染阻控机制研究
  • 批准号:
    21777120
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
可见光催化功能负载型生物膨胀石墨吸附降解石油烃基础研究
  • 批准号:
    21277097
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码