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环境污染修复治理:不同功能化生物炭改性技术研发进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-10  浏览次数:1
核心提示:  土壤营养元素丢失、重金属污染是其时全球面对的突出环境问题。生物炭因其具有比表面积较大、吸附性能高和成本低等长处而在环
   土壤营养元素丢失、重金属污染是其时全球面对的突出环境问题。生物炭因其具有比表面积较大、吸附性能高和成本低等长处而在环境批改领域日益受到广泛关注,被作为水处理吸附剂、土壤批改改良剂广泛运用于农业土壤改良和环境中重金属的批改和钝化。但通常情况下,与市场上所运用的活性碳比较,新制备的生物炭对污染物的吸附才干相对较低。此外,因为生物炭密度较低,颗粒度小,在污水处理过程中很难从水体中进行分别,施用于土壤后简单随水迁移、下渗,然后或许构成环境二次污染,这大大约束了生物炭技术的推行及运用。因此,研发低成本、高效率、环境友好型的功用化生物炭复合材料对水/土壤污染批改办理与改良具有非常重要的意义。

  针对以上问题,中国科学院地球化学研讨所环境地球化学国家重点实验室李心清课题组副研讨员王兵通过与美国佛罗里达大学教授高斌协作,展开了不同功用化生物炭改性技术研发及其在土壤/水环境污染批改办理及营养元素固持方面的研讨,取得了一系列新认识和开展:

  环境污染批改办理:不同功用化生物炭改性技术研发开展

  1、针对生物炭施用于土壤往后,或许存在老化的问题,研讨人员选用双氧水对生物炭进行连续氧化处理,展开了氧化生物炭对重金属元素Pb的吸附固持机理研讨。研讨发现经表面氧化处理后,生物炭表面含氧官能团增加。通过pH值调度往后,氧化程度越高的生物炭在中性条件下对重金属元素Pb的吸附才干越强,钝化作用越明显。标明氧化作用和pH值对生物炭对重金属元素Pb的影响较大,该研讨作用为生物炭运用于土壤重金属污染批改办理供应了理论基础。上述研讨作用宣布在Science of the Total Environment杂志上。

  2、研讨人员选用生物炭与海藻酸钠为原料,研发制备了海藻酸钙-生物炭复合材料,该办法不只有用途理了生物炭密度低、颗粒度小、易随水迁移、下渗等问题,并且大幅前进了其对污染物的吸附才干。通过对水溶液中重金属元素Cd的吸附研讨发现,与生物炭本身对重金属元素Cd的吸附才干比较,该复合材料对重金属元素Cd的吸附才干大幅前进,最大吸附才干由40.0 mg/g前进到251.8 mg/g。上述研讨作用宣布在Journal of Environmental Management杂志上。

  3、为点评生物炭-海藻酸钙复合材料在土壤水分、养分固持方面的运用潜力,研讨人员针对该复合材料对土壤水分和营养元素K+和NO3-的固持和缓释才干进行了研讨,发现与海藻酸钙微球比较,生物炭-海藻酸钙复合材料在不同环境温度下(20℃、30℃和50℃)对水分的固持才干都显著高于海藻酸钙微球本身,一同对营养元素具有较好的吸附固持和缓释才干,标明生物炭的引入能够有用前进海藻酸钙微球的持水才干和增强营养元素的固持缓释作用,该研讨作用为后续运用于土壤保水保肥(尤其是干旱半干旱区域)供应了很好的基础。上述研讨作用宣布在Journal of Industrial and Engineering Chemistry杂志上。

  在以上研讨工作的基础上,研讨人员对国内外不同生物炭的改性技术办法和运用以及海藻酸盐基复合材料在环境批改办理运用方面的研讨现状进行了归纳总结,针对现在功用化生物炭改性技术办法和不同海藻酸盐基复合材料及其优缺点分别进行了系统分析,对其制备办法、对不同污染物的吸附去除机理及其在环境中的运用进行了总述,指明晰生物炭改性技术办法和海藻酸盐基复合材料未来在环境方面的运用开展方向,为该领域的开展供应了很好的学习。上述研讨作用分别于2017年和2018年宣布在Critical Reviews in Environmental Science and Technology杂志上。

  上述研讨得到国家重点研发计划项目(2016YFC0502602)、中科院公派出国留学计划项目、贵州省高层次留学人才立异创业项目和环境地球化学国家重点实验室开放课题的资助。
 
 
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