老化作用對生物炭吸附土壤重金屬能力的影響研究.pdf

1、隨著城市化、工業(yè)化迅猛發(fā)展，土壤重金屬污染問題越來越突出。生物炭是生物質(zhì)在缺氧條件下高溫裂解得到的富碳產(chǎn)物，其表面擁有較大的比表面積，豐富的官能團，具有多孔結(jié)構(gòu)，pH值高等獨特的性質(zhì)，使其在修復(fù)重金屬土壤污染方面具有較大的潛力。本實驗通過模擬老化過程實驗，測定土壤的理化性質(zhì)，各種重金屬總量和形態(tài)的變化；生物炭理化性質(zhì)的變化，以及探究生物炭對重金屬的吸附能力變化，研究生物炭老化過程對土壤重金屬吸附機理的影響。實驗?zāi)康脑谟谘芯可锾客度胪寥?/p>

2、后，是否對重金屬形態(tài)的影響，以及不同老化方式培養(yǎng)后，是否會影響生物炭的吸附能力，為進一步確定生物炭作為一種良好的改良劑修復(fù)土壤重金屬污染提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　1.生物炭加入到土壤中，提高了各級污染土壤的pH值，其中對三級污染土壤的pH提高幅度最大。土壤pH隨施炭比例增加而增加，恒濕土壤的pH值略大于干濕交替土壤的pH值。土壤pH值隨時間的增加呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢。與未添加生物炭的土壤相比，施加生物炭的土壤TC含

3、量增加，TN含量均減少。土壤DOC受到土壤濕度的影響，恒濕土壤DOC大于干濕交替土壤的DOC，隨著時間的增加，DOC含量減少。隨著時間的推移，生物炭可能會活化Cu離子。在二級污染土壤中，干濕交替培養(yǎng)150天后的二級污染土壤中，出現(xiàn)弱酸提取態(tài)Cu，而對照土壤中并未檢測出弱酸提取態(tài)Cu。生物炭能顯著影響Zn的形態(tài)分布，不同比例的生物炭均能促使Zn向穩(wěn)定形態(tài)轉(zhuǎn)化。
　　2.老化后的生物炭，其理化性質(zhì)與原始生物炭存在差異，不同老化處理的生

4、物炭之間也存在差異。土壤污染程度越大，生物炭的pH值越小，干濕狀態(tài)土壤的生物炭pH值普遍大于恒濕狀態(tài)土壤的生物炭。與對照相比，老化后的生物炭的TC值沒有出現(xiàn)顯著的差異，TN值普遍降低。不同污染程度土壤中的生物炭DOC不同，污染程度越高，生物炭的DOC越低。生物炭的紅外光譜圖顯示，老化后的生物炭的表面官能團種類與原始生物炭相比并沒有顯著差別，Boehm滴定結(jié)果表明，老化后的生物炭，表面酸性官能團含量有所降低，堿性官能團增加。生物炭對Cu和

5、Cd的吸附，更符合一級動力學(xué)方程，對Zn的吸附符合二級動力學(xué)方程。Langmuir等溫吸附模型和Freundlich等溫吸附模型擬合參數(shù)結(jié)果表明，
　　3.生物炭對Cu的吸附，一部分生物炭符合Langmuir等溫吸附模型，一部分符合Freundlich等溫吸附模型。對于Zn的吸附，Langmuir等溫吸附模型能更好的描述它，對吸附Cd而言，更符合Freundlich等溫吸附模型。溶液pH顯著影響生物炭吸附重金屬，CK生物炭在pH為