生物炭对Cu 2+ 和邻苯二甲酸二乙酯的吸附作用研究：粒径和老化作用的影响

发布时间：2021-10-07 08:41

　　生物炭在土壤中长期应用时,受到表生地球化学作用的影响会发生破碎,粒径逐渐变细,直至纳米颗粒生物炭,其物理化学性质会随之发生改变,尤其是比表面积和孔容积会显著增加。此外纳米颗粒生物炭在饱和介质中的迁移能力比其他粒径生物炭也会显著增强,因而长期应用具有一定的应用风险。除了遭受物理破碎的影响,还会受到化学老化作用的影响。本文以土壤重金属污染物Cu2+和有机污染物DEP（邻苯二甲酸二乙酯）为例,研究不同粒径生物炭的吸附能力差异以及对污染物迁移、转化和归趋行为的影响。μm毫米级和微米级生物炭对Cu2+和DEP的吸附量和吸附能力差异不大,而纳米级生物炭吸附能力明显增强。生物炭吸附DEP的主要机制是为孔填充作用,而吸附Cu2+的主要机制是表面络合作用。这一现象说明生物炭在长期应用后,粒径不断变小达到纳米颗粒的同时,对环境中Cu2+和DEP的锁定能力显著提升。当环境pH值由酸性向碱性变化时,生物炭对土壤中Cu2+和DEP的吸附能力会增加,有助于Cu2+和DEP会长期固定在施加生物炭的土壤中。通过H202氧化模拟老化过程,发现氧化作用会改变生物炭的微孔结构和表面官能团,最终使得生物炭吸附能力稍微有所下降... 

【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】：150 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１我国主要重金属污染概况（张小敏等，２０１４）??重金属污染来源有：①大量施用含有重金属的农药或有机肥料，欧洲的报道??

生物炭表面的含氧官能团可以与有机物形成稳定物炭富含的电子，可作为电子供体与接触的污染物的电子子作用，通过这种特殊作用强力吸附在生物炭上。此外，生构方面也有积极的作用。为了改善土壤结构，人们会将腐殖酸ｉｒｉｅｔａｌ．，２０１４）。但矿源腐殖酸有效组分含量低，且需要不断和纯化，会造成生产成本高，环境代价大的的困境。所以有研液体做为矿源腐殖酸的替代物，将其加入到土壤中用来改善土的效果。经过红外光谱分析可得，生物炭也具有与腐殖酸类似以做为矿源腐殖酸的替代物。生物炭改善土壤结构的原理是结构的形成（ＶａｎＺｗｉｅｔｅｎｅｔａｌ．，２０１０）。综上所述，生物炭具有以其在固碳减排、吸附锁定土壤污染物、改良土壤结构等方。??

一种物理老化，于此同时，生物炭还会经历氧化、酸化等化学作用。也就是说在??土壤中物理破碎和化学老化是共同影响生物炭自身性质以及生物炭与其他元素??相互作用，其应用场景如图１－４所示。因此，研究以下问题，更有助于评估生物??炭长期应用的潜在风险。??１９??


本文编号：3421719