生物炭增强土壤吸附西替利嗪的作用及机理

发布时间：2018-07-31 17:42

【摘要】：生物炭可以作为稳定剂控制污染物在土壤中的迁移转化,削减其环境风险。本研究在不同碳化温度(300、400、500、600和700℃)条件下制备了核桃壳生物炭。以西替利嗪(cetirizine,CTZ)为目标污染物,采用吸附批实验法研究了CTZ分别在土壤(红壤、棕壤和黄绵土)、核桃壳生物炭以及混入不同质量比(1%、5%、10%和20%)生物炭的黄绵土中的吸附行为。主要结论如下:(1)土壤对CTZ的吸附能力依次为棕壤红壤黄绵土。棕壤对CTZ的吸附能力最强,这主要是因为棕壤的阳离子交换量最大。黄绵土的吸附能力表现最弱,原因是在黄绵土的吸附中,反应后溶液pH被土壤缓冲为7.6,此时CTZ阴离子比例增加,使得带负电的黄绵土与CTZ之间的静电斥力作用增强。(2)核桃壳生物炭吸附CTZ能力随着其碳化温度的升高而增强。其原因是随着碳化温度升高,生物炭内部形成更多的孔结构且孔隙逐渐增大,比表面积和总孔隙体积增大,吸附位点增多,从而吸附能力增强。酸性条件最有利于生物炭对CTZ的吸附,此时生物炭与CTZ之间的静电斥力作用最小。(3)添加400℃~700℃碳化温度下制备的核桃壳生物炭可显著增强黄绵土对CTZ的吸附能力,且当溶液中CTZ浓度低时更为显著。土壤中添加的生物炭碳化温度越高、添加量越多,微孔特性使得混合物吸附等温曲线的非线性程度越强。(4)土壤中溶解性有机质及其它组分会堵塞或竞争生物炭的吸附位点,导致土壤-生物炭混合物对CTZ吸附分配系数的实验值相比计算值偏小。尤其当溶液中CTZ浓度相对较低、添加生物炭的量相对较高时,忽略土壤与生物炭组分之间的相互作用,会高估混合物对CTZ的吸附能力。
[Abstract]:Biochar can be used as a stabilizer to control the transport and transformation of pollutants in soil and reduce their environmental risk. In this study, walnut shell biochar was prepared at different carbonization temperatures (300400500600 and 700 鈩，

本文编号：2156348