滇池水葫芦的热重分析

安徽农业科学, Joumal of Anhui Agri.Sei.2016,44(8):7,37贵任编辑乔利利责任校对况玲玲滇池水葫芦的热重分析苏文静”2,李世友12‘,王秋华12(1.西南林业大学土木工程学院,云南昆明650224;2云南省森林灾害预警与控制重点实验室,云南昆明650224)擴要[目的]明确水葫芦的热解特性。[方法]采用热重分析方法对滇池中的水葫芦进行热解试验绘制水葫芦叶、根、整株的热重曲线。[结果]水葫芦热解从易到难的顺序为整株、叶、根,整株水葫芦在289~531℃的热解失重率为5552%,叶在279~497℃的热解失重率为54.1%,根在288-48℃的热解失重率为40.88%。[结论]试验结果为水葫芦的燃料和发酵利用提供了参考。关键词水葫芦;灰分;热解;热重分析中图分类号S963.213;TK6文献标识码A文章编号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水葫芦( Eichhornia crassipes)学名凤眼莲,又名布袋莲、备用。 TGA/SDTA51同步热分析仪为梅特勒-托利多公水荷花属雨久花科,是一种源自南美洲亚马逊河流域的浮司产品。水植物。水葫芦根系发达以高效的繁殖能力和良好的适12方法采用 TGASDTA851同步热分析仪进行热重实应性使其在南方地区的内河流域广泛分布,水葫芦在20世验。将样品放入氧化铝坩埚中,从25℃加热到800℃,加热纪30年代传入我国,在饲料粮短缺时曾作为畜禽饲料而大速率为20℃/min,采用高纯度的氮气为载气,流量为力推广2。水葫芦具有极强的氮、磷吸收能力以及重金属富20mlL/min,分别对水葫芦的根、叶和整株样品进行热重实集能力被用于污染水体和富营养化湖泊的生态修复“。验。由于水葫芦茎的质量占整株质量比例较小故未对茎进目前,水葫芦在造纸、药用、食品、编织品、吸附剂领域有所应行热重实验。采用Oin9.0软件进行数据处理。用但应用最广泛的还是在处理富营养化水质制备能源燃2结果与分析料、肥料和饲料方面。由图1可知,从25℃升高到800℃,3条曲线都经过了滇池是我国的第六大湖泊。自101年滇池蓝藻首次大相同的3个阶段,热解的基本趋势相同。从25℃开始到面积暴发以来滇池的蓝藻有覆盖面积增大持续时间增加100℃左右时,质量损失量较小,仅表现为失水过程为失水的趋势,整个湖泊的富营养化问题严重。200年昆明市启阶段。在随后的100℃范围内质量基本不发生变化。在动了“滇池水葫芦富集氮磷及资源化利用研究与示范项目280-480℃范围内水葫芦的质量发生较大改变,是水葫芦2011年基于水葫芦在清除滇池内源污染方面的巨大潜力,昆热解的主要阶段为热分解阶段。在500℃以后水葫芦根明市将“控制性种养水葫芦”列为治理污染的重要措施之和叶的质量不再发生大的改变,曲线趋于平缓为炭化阶段并启动了“滇池水葫芦治理污染试验性工程”,取得了一系列与叶、根的热解曲线相比整株水葫芦的质量在300℃以后实用性进展-。笔者曾采用干灰分法测定了滇池水葫芦下降迅速。的灰分含量,叶、根、整株的灰分含量分别为13.4%、22.12%、16.7%。随着利用水葫芦净化滇池水技术的推广越来越多的水葫芦将被收集和利用。鉴于此,笔者采用热重整株分析仪对水葫芦进行了热重分析,以期为水葫芦的燃烧、发酵利用等奠定基础。1材料与方法1.1材料水葫芦样品采自滇池东北部的海东湿地。将取回的样品清洗烘干、粉碎、过筛,自然状态放置一段时间后灜度 Temperature℃基金项目国家自然科学基金地区项目(31260180)中国煤化工作者简介苏文静(193-),女,山东威海人,硕士研究生,研究方向森林防火。*通讯作者,副教授,博士,从事森林防火研究。CN MH Crassipes收稿日期20160302(下转第37页)44卷8期胡群等不同施氯量对缽苗机插水稻产量形咸及氮素利用率的彩响因素方面穗数呈先增后减的趋势每穗粒数呈增加趋势,但量对钵苗机插水稻稻米品质的影响而确定,仍需进一步在N水平后无明显增加结实率、千粒重均递减但在N水研究。平后无明显变化由此可知过量施氮导致的减产主要是穗参考文献数的减少引起的。生育前期及中期,水稻茎蘖数随氮肥水平[1]王余龙姚友礼蒋军民等高产水稻养分吸收规律及氮素调控机理的提高而增加成熟期随氮肥水平的提高而减小在N水平(2]雷叔论不同密植条件下稻麦主茎与分葡的性状差异及间整齐度最高,当氮肥水平增至N5时,成穗率显著下降;移栽至拔节问题[C/殷宏章稻麦群体研究论文集上海:上海科学技术出版社与拔节至抽穗阶段的干物质积累量随氮肥水平的提高而增3]王士强,赵海红,王丽萍等不同氮肥用量对寒地水稻生长和产量的加抽穗至成熟阶段在N4水平达到最大值,之后显著下降。影响[门]黑龙江八一农垦大学学报,2015(1):l-5,9施氮总量对水稻各生育阶段的氮素吸收利用特性影响[4]张洪程朱聪聪霾中洋等钵苗机插水稻产量形成优势及主要生理上态特点J农业工程学报2013(21):50-较为显著常用来衡量氮素利用效率的指标有氮素吸收利用[5]胡雅杰刑志鹏龚金龙等刘国林钵苗机插水稻群体动态特征及高率、农学利用率生理利用率和偏生产力这些指标均从不同(6)宋云生,张洪程,戴其根,等水稻体苗机插茁素质的调控[门]农业角度描述了作物对氮素的利用情况。生产上常用氮素吸工程学报,203(2):l1-2收利用率来衡量氮素利用效率简称氮素利用率是氮肥精7]朱聪聪张洪程郭保卫等钵苗机插密度对不同类型水稻产量及光合物质生产特性的影响[]作物学报2014,401):12-13确施用必须确定的3个参数之一)。该研究结果表明在[8]高红军水程贪青的原因及硕方*村科学实验2013(5):33000kg/hm2施氮量下常规粳稻氮素吸收利用率最高极】赵黎明顾春梅陈淑洁等水稻倒伏研究及其影响因素分析[]北方水稻,2009(4):6-70显著高于其他处理杂交稻以N3处理较高;而农学利用率与[10] NOVOA R, LOOMIS R S Nitrogen and plant production] Plant soi生理利用率均随施氮量的增加先增后减最大值因不同品种,56:17-204.[1]凌启鸿张洪程戴其根等水稻精确定量施氮研究[冂中国农业科而不同,偏生产力下降。学2005,38(12):2457-246该研究的适宜施氮量还需要通过测定和比较不同施氮“一““十叶-++-+-++“-++“+“+“+-+++++十(上接第7页)tissue to obtain useful products[J]. Biological wastes, 1990, 33(4):263-214利用 Origin9.0数据处理软件对样品的实验结果进行峰(2)黄星炫张站东谢刚等滴池水葫芦对铅和镉的富樂形态模拟研究值处理每条曲线都有明显的2个峰值点,叶的2个失重峰[J]安徽农业科学,209,37(8):3498-39值点分别为279497℃,失重率分别为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个失重峰值点分别为288488°℃,失重率分别为145(1):234-237.1194%、47.94%;整株水葫芦的2个失重峰值点分别为4】谭彩云林玉满陈担亮凤眼莲净化水中重金属的研究[J亚热带资与环境学报009,4(1)4-52289531℃,失重率分别为20.15%、64,48%。到800℃时,[5] VILLAMAGNA A M, MURPHY B R Eoological and social-economic水葫芦的叶、根和整株水葫芦的失重率分别为70.19%、pacts of invasive water hyacinth( Eichhornia crassipes ): A review[JFreshwater biology, 2010, 55(2): 282-298.60.93%81.76%。根据灰分和失重率计算得出水葫芦的叶、[6] MALIK A. Environmental challenge via an opportunity: The case of waterhyacinth[J] Environment intemational, 2007, 33(1):12-138根和整株水葫芦的残炭率分别为16.41%、1695%、1.54%。[7]张映兰邓玉斌张无敌等湿地水生植物水葫芦的资源化利用研究水葫芦叶和根的失重率与绍兴地区的水葫芦有所差别但[].安徽农业科学,201341(7):302-305不大峰值测定温度大致相同3种样品的2个峰值点都在8]卢兰兰李根保沈银武等溶藻细菌DCL4的分离鉴定与溶藻特性[应用与环境生物学报m00,15(1):105-10970~550℃,整体的热解趋势与华侨大学周边水葫芦的热[9]张志勇徐寸发刘梅琴等演池外海北岸封闭水域控养水葫芦对水解一致都出现了2个明显的失重峰且峰值温度相近。从质的影响[J]应用与环境生物学报201521(2)195-20[10]王智,张志勇张君倩等水葫芦修复富营养化湖治水体区域内外底3个阶段的失重率可见根的失重率最小这与根的灰分含量栖动群落特征[]中国不境科学201232(1):14-149最大有关。[l王智,张志勇张君倩等两种水生植物对滇池草海富营养化水体水质的影响[门].中国坏壙科学,2013,32)328-353结论12] WANG Z, ZHANG Z, ZHANG J, et al. Nitrogen removal from Lake Cao-水葫芦热重实验结果表明水葫芦热解从易到难的顺序growth of Eichhonia crassipes[ J]. Chemosphere, 2013, 92(2):In7-183为整株叶根;整株叶根热解失重的主要温度范围分别为(13]郭艳英,韩亚平水葫芦大面积种植对演池浮游植物的影响研究[刀28~531、27~497、288488℃,失重率分别为552%环境科学导刊,2012,31(3)-51[14]陆璐陈秀琴令狐文生水葫芦的热解行为研究[刀广州化工,201554.11%40.88%。43(8):l15-117参考文献[5]卫文娟李宝霞温度对水葫芦热解特性的影响[]化工进展,2013,32(9)2126-212[1] BOLENZ S, OMRAN H, GIERSCHNER K Treatments o water hyacinth中国煤化工CNMHG