生物炭和沸石在提升耕地生產(chǎn)性能和作物生產(chǎn)力,修復(fù)土壤障礙和改善農(nóng)業(yè)面源污染等方面有著重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值,與化學(xué)肥料科學(xué)配施可作為農(nóng)業(yè)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。為了提高生物炭、沸石與化學(xué)肥料配施的農(nóng)學(xué)效益和環(huán)境效益,簡要歸納了生物炭、沸石與化肥配施的農(nóng)學(xué)和環(huán)境效應(yīng)研究現(xiàn)狀,包括生物炭和沸石的性質(zhì)與特征,生物炭、沸石對土壤理化性質(zhì)的作用機理,生物炭、沸石與化學(xué)肥料配施的農(nóng)學(xué)效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)。后指出了生物炭、沸石與化學(xué)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(nèi)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(nèi)某些，抑制某些病原菌生長發(fā)育。4．沸石在機體內(nèi)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(yǎng)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(huán)境。6．沸石與其它礦物質(zhì)載體相比呈中性,而且具有較強的吸附性,這是沸石粉優(yōu)于鈣粉,麥飯石、海泡石等成為優(yōu)良載體的主要原因。

超細沸石粉是經(jīng)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(tài)屈服應(yīng)力是水泥基材料一個重要的流變參數(shù)。靜態(tài)屈服應(yīng)力增長速率經(jīng)常被用來表征水泥基材料的觸變性/結(jié)構(gòu)構(gòu)筑,對水泥基材料的穩(wěn)定性、形狀保持能力和分層澆注非常重要。在本文靜態(tài)屈服應(yīng)力每15min測試一次,持續(xù)127min。同時進行了動態(tài)屈服應(yīng)力測試。結(jié)果表明摻入超細沸石粉提高了漿體的動態(tài)屈服應(yīng)力、塑性粘度和觸變環(huán)面積。在等摻量的情況下,超細沸石粉提升結(jié)構(gòu)構(gòu)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(diào)濕性能和比表面積的影響,結(jié)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(yǎng)化是全球矚目的水環(huán)境問題之一,其主要原因是水體中氮、磷等營養(yǎng)鹽的過度累積導(dǎo)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(chǔ)上,降低水中氮、磷濃度和抑制底泥內(nèi)源氮磷釋放是控制富營養(yǎng)化發(fā)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(fù)合功能材料。本研究旨在通過研發(fā)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(fù)合功能材料,并將其在室內(nèi)和野外原位進行實際應(yīng)用,終實現(xiàn)富營養(yǎng)化水體中氨氮和磷濃度降低,同時修復(fù)底部厭氧環(huán)境,逆轉(zhuǎn)氧化還原條件,有效控制內(nèi)源污染物向水體的二次釋放風(fēng)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(fù)合功能。主要結(jié)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。