生物炭和負(fù)載鐵生物炭對(duì)鎘、砷的吸附鈍化效應(yīng)與反應(yīng)機(jī)制.pdf

1、伴隨著采礦和工業(yè)活動(dòng)排放大量重金屬引起的水體和農(nóng)田土壤鎘(Cd)和砷(As)污染已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人們的飲用水和農(nóng)產(chǎn)品安全。生物炭(biochar)因其特殊的理化性質(zhì)而具有較高的吸附鈍化重金屬能力。本文以水葫蘆或稻草秸稈為原料，制備生物炭和負(fù)載鐵生物炭，研究其對(duì)水溶液體系中Cd和As(V)的吸附效率與反應(yīng)機(jī)制，并應(yīng)用到土壤-水稻體系中考察其對(duì)土壤As生物有效性的影響和控制作用。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)以水葫蘆為原料制備生物

2、炭。水葫蘆熱解450℃生物炭(BC450)去除水溶液中Cd效果最好，最大吸附量～70 mg kg-1。
　　(2)化學(xué)平衡實(shí)驗(yàn)和SEM，XPS分析表明離子交換和官能團(tuán)絡(luò)合是BC450固定Cd的主要機(jī)理。同時(shí)，XRD顯示BC450吸附Cd后表面有CdCO3，Cd3(PO4)2，Cd3P2和K4CdCl6等晶體沉淀物存在。
　　(3)通過對(duì)水葫蘆粉末進(jìn)行Fe改性制備磁性負(fù)載鐵生物炭(MWs)。初始負(fù)載1M鐵溶液，熱解終溫250℃

3、制備樣品(MW2501)吸附水體中As(V)效果最佳，基于Langmuir-Freundlic等式最佳吸附量達(dá)到7.4 mg g-1。
　　(4)溶液pH(3-10)對(duì)MW2501吸附As(V)的影響較小。此外，當(dāng)競爭陰離子磷(P)≤0.1mM或者鉻和銻(Cr/Sb)分別≤0.5 mM時(shí)對(duì)MW2501吸附As(V)幾乎沒有影響。
　　(5) FTIR和XPS研究顯示砷酸根離子與鐵氧化物表面羥基絡(luò)合是其主要吸附機(jī)理，絡(luò)合過程中