柚皮生物炭對濕地土壤吸附五氯酚和磷的影響研究.pdf

1、生物炭(biochar)是生物質(zhì)在厭氧或限氧條件下經(jīng)高溫?zé)峤舛傻囊活惡剂控S富的多孔狀材料,由于其具有多種環(huán)境效益,如改善土壤環(huán)境,提高糧食產(chǎn)量,消減環(huán)境風(fēng)險等而受到廣泛關(guān)注。生物炭的微孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積決定了其具有較強吸附能力,從而影響污染物在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化以及生物生態(tài)效應(yīng)。
　　本文采用農(nóng)業(yè)廢棄物柚子皮為原料,分別在300°C和600°C下采用限氧升溫炭化法得到2種柚皮生物炭(BC300和 BC600),并運用元素分

2、析、比表面積儀、掃描電鏡及紅外光譜等手段對其理化性質(zhì)進行表征,研究其對遼河口濕地和膠州灣濕地土壤中五氯酚(PCP)和磷的吸附作用,考察了熱解溫度、添加量、反應(yīng)溫度和pH值等因素對吸附的影響,從吸附動力學(xué)和熱力學(xué)角度初步探討了添加BC600土壤對PCP和磷的吸附機理,旨在揭示BC600在土壤中的應(yīng)用效果及在污染土壤修復(fù)中的作用規(guī)律,研究結(jié)果對保護土壤環(huán)境、改善土壤質(zhì)量具有理論意義和應(yīng)用前景。主要研究結(jié)論如下:
　　(1) BC300

3、、BC600均具有較高的C含量并富含大量有機官能團。BC600相對于BC300,產(chǎn)率降低,具有更發(fā)達的空隙結(jié)構(gòu)和更大的比表面積,其芳香性增強,親水性和極性減弱。
　　(2)與空白土壤相比,土壤添加BC300和BC600后對PCP的吸附能力增強,且吸附量隨添加量的增加而增大,添加BC600后土壤對PCP的吸附量大于BC300;而BC300和BC600的施入減少了土壤對磷的吸附,且吸附量隨添加量的增加而減小,添加BC600后土壤對磷的

4、吸附量小于BC300。
　　(3)通過吉布斯(Gibbs)方程對PCP在添加BC600土壤上的吸附熱力學(xué)進行研究,可知PCP的吸附過程為自發(fā)的放熱反應(yīng);對磷在添加BC600土壤上的吸附熱力學(xué)進行研究,推斷磷的吸附過程為自發(fā)的吸熱反應(yīng)。添加BC600土壤對PCP的吸附量隨溶液pH值升高而減少;添加BC600土壤對磷的吸附量隨溶液pH值升高先迅速增大后趨于平緩然后又迅速增大。
　　(4)添加BC600后土壤對磷的吸附受磷初始濃度

5、(Co)的影響:添加BC600的遼河口濕地和膠州灣濕地土壤磷的吸附解析平衡濃度(EPCo)分別為0.155 mg/L和0.229mg/L,當Co　　(5) PCP和磷在添加BC600后土壤上的吸附動力學(xué)均符合準二級動力學(xué)方程,顆粒內(nèi)擴散過程參與了它們的吸附過程,但并不是唯一的控制步驟;PCP和磷在添加BC600土壤上的等溫