滇池水葫蘆的熱重分析

安徽農業(yè)科學(xué), Joumal of Anhui Agri.Sei.2016,44(8):7,37貴任編輯喬利利責任校對況玲玲滇池水葫蘆的熱重分析蘇文靜”2,李世友12‘,王秋華12(1.西南林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院,云南昆明650224;2云南省森林災害預警與控制重點(diǎn)實(shí)驗室,云南昆明650224)擴要[目的]明確水葫蘆的熱解特性。[方法]采用熱重分析方法對滇池中的水葫蘆進(jìn)行熱解試驗繪制水葫蘆葉、根、整株的熱重曲線(xiàn)。[結果]水葫蘆熱解從易到難的順序為整株、葉、根,整株水葫蘆在289~531℃的熱解失重率為5552%,葉在279~497℃的熱解失重率為54.1%,根在288-48℃的熱解失重率為40.88%。[結論]試驗結果為水葫蘆的燃料和發(fā)酵利用提供了參考。關(guān)鍵詞水葫蘆;灰分;熱解;熱重分析中圖分類(lèi)號S963.213;TK6文獻標識碼A文章編號0517-6611(2016)08-007-01Thermal Gravimetric Analysis of Eichharnia crassipes in Dianchi LakeSU Wen-jing, LI Shi-youa2‘,wANG(1. College of Civil ErSouthwest Forestry University, Kunming, Yuunnan650224; 2. Key Laboratory of Forest Disaster Warming and Control, Yunnan, Kunming 650224)Abstract [Objective] To study the pyrolysis characteristics of Eichharnia crassipes. Method The pyrolysis experiment of E. crassipes inDianchi Lake was carried out by using the method of thermal gravimetric analysis. The heat and weight curve of the leaf, root and whole plantwhole E. crassipes azon sipes pyrolysis from easy to difficult was in the order of whole plant, leaf and root; the weight loss rate of thewhole E. crassipes at 289-531C was 55.52%, the weight loss rate of the leaf at 279-497C was 54. 11%, the weight loss rate of the rootat 288-488C was 40. 88%.[ Conclusion] This research provides references for the burning and fermentation utilization of E. crassipesKey words Eichharnia crassipes; Ash content; Pyrolysis; Thermal gravimetric analysis水葫蘆( Eichhornia crassipes)學(xué)名鳳眼蓮,又名布袋蓮、備用。 TGA/SDTA51同步熱分析儀為梅特勒-托利多公水荷花屬雨久花科,是一種源自南美洲亞馬遜河流域的浮司產(chǎn)品。水植物。水葫蘆根系發(fā)達以高效的繁殖能力和良好的適12方法采用 TGASDTA851同步熱分析儀進(jìn)行熱重實(shí)應性使其在南方地區的內河流域廣泛分布,水葫蘆在20世驗。將樣品放入氧化鋁坩堝中,從25℃加熱到800℃,加熱紀30年代傳入我國,在飼料糧短缺時(shí)曾作為畜禽飼料而大速率為20℃/min,采用高純度的氮氣為載氣,流量為力推廣2。水葫蘆具有極強的氮、磷吸收能力以及重金屬富20mlL/min,分別對水葫蘆的根、葉和整株樣品進(jìn)行熱重實(shí)集能力被用于污染水體和富營(yíng)養化湖泊的生態(tài)修復“。驗。由于水葫蘆莖的質(zhì)量占整株質(zhì)量比例較小故未對莖進(jìn)目前,水葫蘆在造紙、藥用、食品、編織品、吸附劑領(lǐng)域有所應行熱重實(shí)驗。采用Oin9.0軟件進(jìn)行數據處理。用但應用最廣泛的還是在處理富營(yíng)養化水質(zhì)制備能源燃2結果與分析料、肥料和飼料方面。由圖1可知,從25℃升高到800℃,3條曲線(xiàn)都經(jīng)過(guò)了滇池是我國的第六大湖泊。自101年滇池藍藻首次大相同的3個(gè)階段,熱解的基本趨勢相同。從25℃開(kāi)始到面積暴發(fā)以來(lái)滇池的藍藻有覆蓋面積增大持續時(shí)間增加100℃左右時(shí),質(zhì)量損失量較小,僅表現為失水過(guò)程為失水的趨勢,整個(gè)湖泊的富營(yíng)養化問(wèn)題嚴重。200年昆明市啟階段。在隨后的100℃范圍內質(zhì)量基本不發(fā)生變化。在動(dòng)了“滇池水葫蘆富集氮磷及資源化利用研究與示范項目280-480℃范圍內水葫蘆的質(zhì)量發(fā)生較大改變,是水葫蘆2011年基于水葫蘆在清除滇池內源污染方面的巨大潛力,昆熱解的主要階段為熱分解階段。在500℃以后水葫蘆根明市將“控制性種養水葫蘆”列為治理污染的重要措施之和葉的質(zhì)量不再發(fā)生大的改變,曲線(xiàn)趨于平緩為炭化階段并啟動(dòng)了“滇池水葫蘆治理污染試驗性工程”,取得了一系列與葉、根的熱解曲線(xiàn)相比整株水葫蘆的質(zhì)量在300℃以后實(shí)用性進(jìn)展-。筆者曾采用干灰分法測定了滇池水葫蘆下降迅速。的灰分含量,葉、根、整株的灰分含量分別為13.4%、22.12%、16.7%。隨著(zhù)利用水葫蘆凈化滇池水技術(shù)的推廣越來(lái)越多的水葫蘆將被收集和利用。鑒于此,筆者采用熱重整株分析儀對水葫蘆進(jìn)行了熱重分析,以期為水葫蘆的燃燒、發(fā)酵利用等奠定基礎。1材料與方法1.1材料水葫蘆樣品采自滇池東北部的海東濕地。將取回的樣品清洗烘干、粉碎、過(guò)篩,自然狀態(tài)放置一段時(shí)間后灜度 Temperature℃基金項目國家自然科學(xué)基金地區項目(31260180)中國煤化工作者簡(jiǎn)介蘇文靜(193-),女,山東威海人,碩士研究生,研究方向森林防火。*通訊作者,副教授,博士,從事森林防火研究。CN MH Crassipes收稿日期20160302(下轉第37頁(yè))44卷8期胡群等不同施氯量對缽苗機插水稻產(chǎn)量形咸及氮素利用率的彩響因素方面穗數呈先增后減的趨勢每穗粒數呈增加趨勢,但量對缽苗機插水稻稻米品質(zhì)的影響而確定,仍需進(jìn)一步在N水平后無(wú)明顯增加結實(shí)率、千粒重均遞減但在N水研究。平后無(wú)明顯變化由此可知過(guò)量施氮導致的減產(chǎn)主要是穗參考文獻數的減少引起的。生育前期及中期,水稻莖蘗數隨氮肥水平[1]王余龍姚友禮蔣軍民等高產(chǎn)水稻養分吸收規律及氮素調控機理的提高而增加成熟期隨氮肥水平的提高而減小在N水平(2]雷叔論不同密植條件下稻麥主莖與分葡的性狀差異及間整齊度最高,當氮肥水平增至N5時(shí),成穗率顯著(zhù)下降;移栽至拔節問(wèn)題[C/殷宏章稻麥群體研究論文集上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社與拔節至抽穗階段的干物質(zhì)積累量隨氮肥水平的提高而增3]王士強,趙海紅,王麗萍等不同氮肥用量對寒地水稻生長(cháng)和產(chǎn)量的加抽穗至成熟階段在N4水平達到最大值,之后顯著(zhù)下降。影響[門(mén)]黑龍江八一農墾大學(xué)學(xué)報,2015(1):l-5,9施氮總量對水稻各生育階段的氮素吸收利用特性影響[4]張洪程朱聰聰霾中洋等缽苗機插水稻產(chǎn)量形成優(yōu)勢及主要生理上態(tài)特點(diǎn)J農業(yè)工程學(xué)報2013(21):50-較為顯著(zhù)常用來(lái)衡量氮素利用效率的指標有氮素吸收利用[5]胡雅杰刑志鵬龔金龍等劉國林缽苗機插水稻群體動(dòng)態(tài)特征及高率、農學(xué)利用率生理利用率和偏生產(chǎn)力這些指標均從不同(6)宋云生,張洪程,戴其根,等水稻體苗機插茁素質(zhì)的調控[門(mén)]農業(yè)角度描述了作物對氮素的利用情況。生產(chǎn)上常用氮素吸工程學(xué)報,203(2):l1-2收利用率來(lái)衡量氮素利用效率簡(jiǎn)稱(chēng)氮素利用率是氮肥精7]朱聰聰張洪程郭保衛等缽苗機插密度對不同類(lèi)型水稻產(chǎn)量及光合物質(zhì)生產(chǎn)特性的影響[]作物學(xué)報2014,401):12-13確施用必須確定的3個(gè)參數之一)。該研究結果表明在[8]高紅軍水程貪青的原因及碩方*村科學(xué)實(shí)驗2013(5):33000kg/hm2施氮量下常規粳稻氮素吸收利用率最高極】趙黎明顧春梅陳淑潔等水稻倒伏研究及其影響因素分析[]北方水稻,2009(4):6-70顯著(zhù)高于其他處理雜交稻以N3處理較高;而農學(xué)利用率與[10] NOVOA R, LOOMIS R S Nitrogen and plant production] Plant soi生理利用率均隨施氮量的增加先增后減最大值因不同品種,56:17-204.[1]凌啟鴻張洪程戴其根等水稻精確定量施氮研究[冂中國農業(yè)科而不同,偏生產(chǎn)力下降。學(xué)2005,38(12):2457-246該研究的適宜施氮量還需要通過(guò)測定和比較不同施氮“一““十葉-++-+-++“-++“+“+“+-+++++十(上接第7頁(yè))tissue to obtain useful products[J]. Biological wastes, 1990, 33(4):263-214利用 Origin9.0數據處理軟件對樣品的實(shí)驗結果進(jìn)行峰(2)黃星炫張站東謝剛等滴池水葫蘆對鉛和鎘的富樂(lè )形態(tài)模擬研究值處理每條曲線(xiàn)都有明顯的2個(gè)峰值點(diǎn),葉的2個(gè)失重峰[J]安徽農業(yè)科學(xué),209,37(8):3498-39值點(diǎn)分別為279497℃,失重率分別為16.79%61.82%;根[3] SKINNER E, WRIGHT N, PORTER-GOF E Mercury uptake and accumtion by four species o aquatic plants[ J]. Environmental pollution, 2007的2個(gè)失重峰值點(diǎn)分別為288488°℃,失重率分別為145(1):234-237.1194%、47.94%;整株水葫蘆的2個(gè)失重峰值點(diǎn)分別為4】譚彩云林玉滿(mǎn)陳擔亮鳳眼蓮凈化水中重金屬的研究[J亞熱帶資與環(huán)境學(xué)報009,4(1)4-52289531℃,失重率分別為20.15%、64,48%。到800℃時(shí),[5] VILLAMAGNA A M, MURPHY B R Eoological and social-economic水葫蘆的葉、根和整株水葫蘆的失重率分別為70.19%、pacts of invasive water hyacinth( Eichhornia crassipes ): A review[JFreshwater biology, 2010, 55(2): 282-298.60.93%81.76%。根據灰分和失重率計算得出水葫蘆的葉、[6] MALIK A. Environmental challenge via an opportunity: The case of waterhyacinth[J] Environment intemational, 2007, 33(1):12-138根和整株水葫蘆的殘炭率分別為16.41%、1695%、1.54%。[7]張映蘭鄧玉斌張無(wú)敵等濕地水生植物水葫蘆的資源化利用研究水葫蘆葉和根的失重率與紹興地區的水葫蘆有所差別但[].安徽農業(yè)科學(xué),201341(7):302-305不大峰值測定溫度大致相同3種樣品的2個(gè)峰值點(diǎn)都在8]盧蘭蘭李根保沈銀武等溶藻細菌DCL4的分離鑒定與溶藻特性[應用與環(huán)境生物學(xué)報m00,15(1):105-10970~550℃,整體的熱解趨勢與華僑大學(xué)周邊水葫蘆的熱[9]張志勇徐寸發(fā)劉梅琴等演池外海北岸封閉水域控養水葫蘆對水解一致都出現了2個(gè)明顯的失重峰且峰值溫度相近。從質(zhì)的影響[J]應用與環(huán)境生物學(xué)報201521(2)195-20[10]王智,張志勇張君倩等水葫蘆修復富營(yíng)養化湖治水體區域內外底3個(gè)階段的失重率可見(jiàn)根的失重率最小這與根的灰分含量棲動(dòng)群落特征[]中國不境科學(xué)201232(1):14-149最大有關(guān)。[l王智,張志勇張君倩等兩種水生植物對滇池草海富營(yíng)養化水體水質(zhì)的影響[門(mén)].中國壞壙科學(xué),2013,32)328-353結論12] WANG Z, ZHANG Z, ZHANG J, et al. Nitrogen removal from Lake Cao-水葫蘆熱重實(shí)驗結果表明水葫蘆熱解從易到難的順序growth of Eichhonia crassipes[ J]. Chemosphere, 2013, 92(2):In7-183為整株葉根;整株葉根熱解失重的主要溫度范圍分別為(13]郭艷英,韓亞平水葫蘆大面積種植對演池浮游植物的影響研究[刀28~531、27~497、288488℃,失重率分別為552%環(huán)境科學(xué)導刊,2012,31(3)-51[14]陸璐陳秀琴令狐文生水葫蘆的熱解行為研究[刀廣州化工,201554.11%40.88%。43(8):l15-117參考文獻[5]衛文娟李寶霞溫度對水葫蘆熱解特性的影響[]化工進(jìn)展,2013,32(9)2126-212[1] BOLENZ S, OMRAN H, GIERSCHNER K Treatments o water hyacinth中國煤化工CNMHG