生物炭對Pb、Cd污染土壤的修復(fù)試驗研究.pdf

1、隨著土壤重金屬污染日益加劇，對土壤重金屬污染的治理已成為當前研究的熱點。生物炭具有高比表面積、孔隙率和離子交換能力，可以吸附重金屬，其作為改良劑修復(fù)重金屬污染土壤具有可行性。本文以松木為原料在300、500、700℃制備生物炭P-300、P-500、P-700，用元素分析、比表面積、傅立葉紅外光譜、電鏡掃描、CEC等表征其結(jié)構(gòu)特征。在鉛(Pb)和鎘(Cd)污染土壤中添加生物炭培養(yǎng)60d后，研究Pd、Cd化學(xué)形態(tài)、毒性浸出量以及淋溶特性的

2、變化，探討生物炭結(jié)構(gòu)特征與固定重金屬機理之間的關(guān)系，分析生物炭修復(fù)重金屬污染土壤的可行性。主要得到以下結(jié)論：
　　①熱解溫度調(diào)控生物炭表面與結(jié)構(gòu)特征，進而影響其吸附性能及作用機制。比表面積、孔隙率、CEC及含氧官能團含量等隨熱解溫度的升高呈非直線關(guān)系。生物炭的比表面積在300℃~500℃之間發(fā)生突變，P-500、P-700的比表面積比P-300（僅為1.32m2/g）分別增加了287.16倍（達到379.05m2/g）、343.2

3、5倍（達到453.19m2/g）；P-300、P-500和P-700均具有多孔結(jié)構(gòu)；300℃生物炭的CEC最小，但是升高到500℃和700℃時就相差無幾；酸性官能團在300℃時最多；P-300、P-500、P-700表面均呈負電性，適合吸附重金屬離子，P-300的吸附能力可能最強。
　　②添加生物炭能夠不同程度地提高重金屬污染土壤的pH值，并且隨熱解溫度的升高而升高。無論在單一污染還是在復(fù)合污染中，生物炭都能降低Pb、Cd的酸可提

4、取態(tài)含量，因而降低重金屬的生物有效性，對重金屬表現(xiàn)出很好的固定效果。生物炭的熱解溫度越高，固定效果越好。Pb在復(fù)合污染中的固定效果優(yōu)于單一污染，而Cd的固定效果與此相反。這是因為復(fù)合污染中Pb、Cd之間存在對生物炭吸附點位的競爭，而生物炭對Pb的吸附速率和吸附親和力均大于Cd。
　?、叟c對照相比，添加生物炭后，土壤中Pb、Cd的毒性浸出量降低，降幅分別為7.22％~36.90%、9.88%~30.86%，其中添加P-700降低浸出

5、液中重金屬濃度的效果最好。各處理的毒性浸出液中重金屬濃度皆低于美國環(huán)境保護局危險廢物浸出毒性鑒別標準值（Pb為5.0mg/L，Cd為1.0mg/L）。用模擬酸雨（pH4.5）對處理后的土壤進行淋溶，淋出液的pH值均高于淋溶液，說明各處理土壤表現(xiàn)出緩沖性能。與對照（CK）相比，添加生物炭的土壤淋出液中重金屬累積淋出量均減少，其中P-700的效果優(yōu)于P-300。其中Pb的淋出量隨淋溶次數(shù)的增加而減少，Cd的淋出量隨淋溶次數(shù)的增加先增加再減少