生物炭-硅酸钙联合修复铅镉污染土壤的持续性效应

为探究棕榈生物炭与硅酸钙联合施用对Pb-Cd复合重金属污染土壤的钝化效果及其稳定性,本研究采用蔬菜种植盆栽实验,测定土壤溶液pH和Pb、Cd浓度以及蔬菜可食部分Pb、Cd含量。结果表明:与不添加钝化剂的对照组相比,添加钝化剂能够有效提高土壤溶液pH,使土壤溶液中Pb、Cd浓度显著降低,种植小白菜可食部分Pb含量下降62.20%~96.77%、Cd含量下降92.76%以上,多数处理符合国家食品安全标准。土壤种植适宜性研究结果表明,五种供试蔬菜可食部分重金属含量与富集系数规律一致,小白菜对Pb的富集能力最强,苋菜对Cd的富集能力最强。当土壤Pb<500 mg·kg^(-1)时,韭菜、苋菜、甘蓝和大白菜四种蔬菜均可种植;当土壤Cd>0.6 mg·kg^(-1)、Pb>500 mg·kg^(-1)时,不适宜种植上述五种蔬菜。本研究探明了钝化剂的持续修复效果,研究结果可为土壤修复提及中低污染风险地区的适宜蔬菜种植提供技术和数据支撑。

改性棕榈树纤维生物质炭的制备及其对溶液中Pb^(2+)的吸附性能分析

为提高生物质炭对重金属的吸附性能,以棕榈树纤维为原材料制备了棕榈树纤维生物质炭(NPB)、KOH活化正交优化生物质炭(PB)及负载改性纳米二氧化硅生物质炭(PBS)。分别采用红外光谱、扫描电镜等对制备的生物质炭进行表征,比较了其碘吸附值大小及对水中Pb^(2+)的吸附效果,并分析了吸附动力学和等温吸附特性。结果表明:PB、PBS较NPB增加了表面吸附位点,比表面积、总孔体积及最大吸附容量显著增加,PB吸附Pb^(2+)的过程符合准二级动力学模型,PBS吸附Pb^(2+)的过程符合准一级动力学模型,PB、PBS对Pb^(2+)的最大吸附容量分别为110.89、151.63 mg·g^(-1);通过比较Langmuir和Freundlich模型拟合方程相关参数可知,PB、PBS对Pb^(2+)的吸附过程为匀质、单双层同时进行,更加符合Langmuir方程。研究表明,PBS对Pb^(2+)的吸附性能最好(较PB吸附性能提升了1.37倍),负载改性效果显著,具有良好的应用潜力。

碱性改性棕榈生物炭对微囊藻毒素的吸附性能研究

通过碱活化改性制备棕榈纤维生物炭材料(PB),采用扫描电子显微镜(SEM),对碱性改性棕榈生物炭的结构进行表征,并将该材料用于水体中微囊藻毒素(MC-LR)的高效吸附。采用KOH改性后的棕榈生物炭对MC-LR的吸附性能得到了显著提高,吸附容量达到467.0μg/g。该吸附过程为放热反应,符合Langmuir模型和准二级动力学模型。pH对MC-LR的吸附有重要影响,pH为3时吸附量最大,pH值增加,吸附量显著下降。

改性棕榈生物炭的制备及其对水体磷酸盐的吸附性能

针对污水中磷酸盐的处理问题,制备了一种新型的棕榈纤维生物炭负载的纳米零价铁复合材料(nZVI-PB),用于对水体中磷酸盐的高效吸附。结果表明nZVI-PB对磷酸盐具有较好的吸附能力(309.0mgP/g),该吸附反应为放热过程,符合准二级动力学模型和Freundlich模型,吸附机制为化学吸附。溶液的初始pH对磷的吸附影响较大,随着pH的增加,吸附量明显下降,离子强度的增加会提高nZVI-PB的吸磷能力。利用SEM、XRD等手段对nZVI-PB的微观结构进行表征表明,磷酸盐的吸附机理主要包括化学吸附和配位基交换作用。

棕榈纤维生物炭的制备及其对U(Ⅵ)的吸附性能

采集棕榈树纤维制成生物炭,并经KOH改性、微波辐照,合成了KOH改性棕榈纤维生物炭(K-M-PFC),研究了含铀溶液pH值、反应时间、初始U(Ⅵ)浓度、吸附剂用量等因素对K-M-PFC吸附U(Ⅵ)的影响。结果表明,在溶液U(Ⅵ)初始浓度10 mg/L、反应温度30℃、pH=5、K-M-PFC用量0.233 g/L、反应时间75 min条件下,K-M-PFC对U(Ⅵ)的最大吸附量可达到43.042 mg/g。