生物炭对典型三嗪类和氨基甲酸酯类农药的吸附特征研究
发布时间：2021-10-13 20:44
农药在土壤中的残留与迁移对地下水环境造成了潜在的风险,生物炭可以作为一种经济有效、绿色环保的修复剂添加到土壤中,以阻滞污染物迁移到地下水中。本研究使用小麦秸秆制备了三个炭化温度（300、500和700℃）的生物炭（分别标记为WB300、WB500和WB700）,选取了三嗪类莠去津（ATZ）和氨基甲酸酯类西维因（CAR）为目标污染物,通过批实验探究了两种农药在生物炭上的吸附机理;同时探究了生物炭-高岭土混合体系对农药的吸附特征。本研究主要结论如下:（1）生物炭对CAR和ATZ的吸附能力排序为WB700>WB500>WB300。主要因为WB700炭化程度更高,具有更大的比表面积和微孔更为发育。从WB300到WB700,吸附机制逐渐由氢键作用为主导转化为π-πEDA作用为主导;分配作用和孔隙充填作用对WB300和WB500/WB700的吸附也具有一定的贡献。（2）双溶质体系中,CAR和ATZ之间存在较强的竞争吸附作用,其中CAR竞争生物炭吸附位点的能力比ATZ强,主要因为CAR的酯基官能团和萘环结构比ATZ的三氮杂环和-NH与生物炭的结合能力更强。高炭化程度的生物炭具有更高的芳香...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
农药在土壤中的迁移转化
选择高岭土作为粘土矿物的代表，探究高岭土对两种农药的的炭土比，将生物炭与高岭土混合，探究生物炭-高岭土混合吸附特征，并分别与生物炭或高岭土单一吸附体系进行对比术路线究的技术路线如图 1-2 所示，首先通过查阅调研生物炭吸附有献，发现问题，确定研究的目标污染物，并提出研究课题。然题分为两个大方面展开研究：（1）CAR 和 ATZ 在生物炭上的，为了探究具体的吸附机理，分别从生物炭的物化性质和农药面进行分析；（2）生物炭的添加对高岭土吸附 CAR 和 ATZ 的究产生影响的背后原因，从生物炭和高岭土对农药吸附的相互。最后根据吸附机理和相互作用的共同分析，建立包含生物炭三元体系概念模型。
影响（表 3-4）。从 WB300 到 WB700，吸附的非线性程度明显增强，对于 CAR，吸附的非线性指数从 0.513 降到 0.101；对于 ATZ，吸附的非线性指数从 0.624 降到 0.127。Langmuir 模型很好地描述了 CAR 和 ATZ 在不同热解温度下的生物炭上的吸附等温线（图 3-2）。CAR 和 ATZ 在生物炭上的吸附容量遵循以下顺序：WB700>WB500>WB300，即 WB700 的吸附亲和力远高于 WB500 和 WB300 的吸附亲和力（表 3-4）。例如，对于 CAR 和 ATZ，WB700 的最大吸附容量（Qmax）分别达到 98.3 和 70.2 mg g-1；从 WB300 到 WB700，反映吸附性能大小的 KL值从 0.203 变化到 32.1 L mg-1和 0.295 到 9.97 L mg-1不等，间接说明 WB700 具备较多的吸附位点。DA 模型的拟合参数中，E 值反映了吸附性能的大小，从 WB300-WB700，CAR 的 E 值由 15.0 上升到 30.7 KJ mol-1；ATZ 的 E 值由 14.4 上升到22.5 KJ mol-1，再次验证了随着生物炭炭化温度的升高，吸附明显增强。因此说明生物炭的孔隙结构随着炭化温度的变化发生规律性变化。
【参考文献】：
博士论文
[1]苯噻酰草胺在六种土壤矿物中的吸附及其机理[D]. 彭小悦.湖南农业大学 2015
[2]生物炭对西唯因与阿特拉津环境行为的影响[D]. 张鹏.南开大学 2013
硕士论文
[1]敌草隆/菲在土壤和炭质吸附剂上的吸附行为及其生物可利用性研究[D]. 刘伟富.北京交通大学 2011
[2]农药在土壤粘粒矿物表面的吸附解吸与生物降解研究[D]. 贺小敏.华中农业大学 2008
本文编号：3435374
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
农药在土壤中的迁移转化
选择高岭土作为粘土矿物的代表，探究高岭土对两种农药的的炭土比，将生物炭与高岭土混合，探究生物炭-高岭土混合吸附特征，并分别与生物炭或高岭土单一吸附体系进行对比术路线究的技术路线如图 1-2 所示，首先通过查阅调研生物炭吸附有献，发现问题，确定研究的目标污染物，并提出研究课题。然题分为两个大方面展开研究：（1）CAR 和 ATZ 在生物炭上的，为了探究具体的吸附机理，分别从生物炭的物化性质和农药面进行分析；（2）生物炭的添加对高岭土吸附 CAR 和 ATZ 的究产生影响的背后原因，从生物炭和高岭土对农药吸附的相互。最后根据吸附机理和相互作用的共同分析，建立包含生物炭三元体系概念模型。
影响（表 3-4）。从 WB300 到 WB700，吸附的非线性程度明显增强，对于 CAR，吸附的非线性指数从 0.513 降到 0.101；对于 ATZ，吸附的非线性指数从 0.624 降到 0.127。Langmuir 模型很好地描述了 CAR 和 ATZ 在不同热解温度下的生物炭上的吸附等温线（图 3-2）。CAR 和 ATZ 在生物炭上的吸附容量遵循以下顺序：WB700>WB500>WB300，即 WB700 的吸附亲和力远高于 WB500 和 WB300 的吸附亲和力（表 3-4）。例如，对于 CAR 和 ATZ，WB700 的最大吸附容量（Qmax）分别达到 98.3 和 70.2 mg g-1；从 WB300 到 WB700，反映吸附性能大小的 KL值从 0.203 变化到 32.1 L mg-1和 0.295 到 9.97 L mg-1不等，间接说明 WB700 具备较多的吸附位点。DA 模型的拟合参数中，E 值反映了吸附性能的大小，从 WB300-WB700，CAR 的 E 值由 15.0 上升到 30.7 KJ mol-1；ATZ 的 E 值由 14.4 上升到22.5 KJ mol-1，再次验证了随着生物炭炭化温度的升高，吸附明显增强。因此说明生物炭的孔隙结构随着炭化温度的变化发生规律性变化。
【参考文献】：
博士论文
[1]苯噻酰草胺在六种土壤矿物中的吸附及其机理[D]. 彭小悦.湖南农业大学 2015
[2]生物炭对西唯因与阿特拉津环境行为的影响[D]. 张鹏.南开大学 2013
硕士论文
[1]敌草隆/菲在土壤和炭质吸附剂上的吸附行为及其生物可利用性研究[D]. 刘伟富.北京交通大学 2011
[2]农药在土壤粘粒矿物表面的吸附解吸与生物降解研究[D]. 贺小敏.华中农业大学 2008
本文编号：3435374
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