本文關(guān)鍵詞：生物炭對(duì)重金屬的長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物炭由于其性質(zhì)和結(jié)構(gòu),多用于土壤重金屬修復(fù)。但是,受到外界環(huán)境影響,生物炭性質(zhì)可能受到影響,從而影響生物炭修復(fù)重金屬的效率。本研究先將生物炭分別進(jìn)行高溫老化、凍融循環(huán)老化和自然老化,并利用掃描電鏡(SEM-EDS)和傅立葉紅外(FTIR)研究生物炭表面結(jié)構(gòu)和組成的變化,通過等溫吸附實(shí)驗(yàn),對(duì)生物炭老化前后對(duì)Cd和Pb的吸附,研究老化作用對(duì)生物炭吸附重金屬Cd、Pb的影響。再將新制備的生物炭分別飽和吸附Cd和Pb,將吸附重金屬的生物炭進(jìn)行高溫老化、凍融循環(huán)老化、自然老化,使用TCLP提取法提取生物炭中的重金屬,研究老化作用對(duì)生物炭吸附重金屬的穩(wěn)定性影響。最后將生物炭施入含有Cd和Pb的污染土壤中,將土樣分別進(jìn)行高溫老化、凍融循環(huán)老化和自然老化,使用TCLP提取法提取生物炭中的重金屬,研究老化作用對(duì)生物炭修復(fù)土壤重金屬污染的穩(wěn)定性影響。主要研究結(jié)果如下:(1)在老化作用下生物炭結(jié)構(gòu)和元素組成組成均發(fā)生了變化。其中秸稈生物炭表面孔道結(jié)構(gòu)并未發(fā)生顯著變化,但是在高溫老化和凍融循環(huán)老化后,秸稈生物炭表面出現(xiàn)破碎現(xiàn)象;生物炭表面的C含量減小,O含量增加,O/C比增加,而且呈現(xiàn)高溫老化凍融循環(huán)老化自然老化的規(guī)律;秸稈生物炭表面含氧官能團(tuán)發(fā)生了顯著變化,羥基數(shù)量減少,但是C=O、-COOH、P-O、Si-O-Si增加,并出現(xiàn)了CoC鍵。浮萍生物炭表面蜂窩結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著變化,但是經(jīng)過高溫老化、凍融循環(huán)老化和自然老化后,浮萍生物炭表面蜂窩結(jié)構(gòu)更為清晰;浮萍生物炭在凍融循環(huán)和高溫老化的作用下,生物炭表面C含量減小,O含量增加,O/C比增加,且高溫老化作用凍融循環(huán)老化,但是自然老化對(duì)浮萍生物炭表面的O、C含量的影響不大;浮萍生物炭在高溫老化作用下,-OH減少,同時(shí)-COOH、-C=O和P-O鍵增加,凍融循環(huán)老化使浮萍生物炭表面-OH增加,-COOH、-C=O和P-O鍵也增加,自然老化作用下P-O鍵增加,其余官能團(tuán)無顯著變化。(2)老化后,生物炭對(duì)重金屬Cd和Pb的吸附能力均增強(qiáng)了,凍融循環(huán)老化、高溫老化、自然老化后的秸稈生物炭對(duì)Cd最大吸附量分別增加了27.77%,60.65%,12.89%。凍融循環(huán)老化、高溫老化、自然老化后的浮萍生物炭最大吸附量分別增加了32.67%,83.17%,15.97%。且Cd的最大吸附量均為高溫老化凍融循環(huán)老化自然老化。凍融循環(huán)老化、高溫老化、自然老化后的秸稈生物炭對(duì)Pb的最大吸附量分別增加了54.48%,44.67%,17.73%。凍融循環(huán)老化、高溫老化、自然老化后的浮萍生物炭最大吸附量分別增加了53.69%,32.30%,15.77%。且最大吸附量均為凍融循環(huán)老化高溫老化自然老化。(3)老化作用后,生物炭對(duì)重金屬的吸附穩(wěn)定性增強(qiáng)了,在三種老化條件下,秸稈生物炭和浮萍生物炭對(duì)Cd的吸附穩(wěn)定性隨著時(shí)間的增加而增強(qiáng),高溫老化、凍融循環(huán)老化、自然老化分別使飽和Cd的秸稈生物炭TCLP-Cd下降了49.23%、26.09%和18.58%;分別使飽和吸附Cd的浮萍生物炭TCLP-Cd下降了26.16%、21.25%、15.10%;均呈現(xiàn)高溫老化凍融循環(huán)老化自然老化的規(guī)律,浮萍生物炭對(duì)Cd的吸附穩(wěn)定性要強(qiáng)于秸稈生物炭。同時(shí),秸稈生物炭和浮萍生物炭對(duì)Pb的吸附穩(wěn)定性隨著時(shí)間的增加而增強(qiáng),高溫老化、凍融循環(huán)老化、自然老化分別使飽和Cd的秸稈生物炭TCLP-Pb下降了75.40%、37.84%和13.65%;分別使飽和吸附Cd的浮萍生物炭TCLP-Pb下降了77.80%、68.74%、28.58%;均呈現(xiàn)高溫老化凍融循環(huán)老化自然老化的規(guī)律,秸稈生物炭對(duì)Pb的吸附穩(wěn)定性要強(qiáng)于浮萍生物炭。(4)老化作用增強(qiáng)了生物炭修復(fù)重金屬污染土壤的穩(wěn)定性。凍融循環(huán)老化使秸稈生物炭的TCLP-Cd下降了19.97%,TCLP-Pb下降了25.77%;高溫老化使秸稈生物炭的TCLP-Cd下降了25.38%,TCLP-Pb下降了35.28%。凍融循環(huán)老化使浮萍生物炭的TCLP-Cd下降了33.32%,TCLP-Pb下降了10.12%;高溫老化使浮萍生物炭的TCLP-Cd下降了40.87%,TCLP-Pb下降了22.39%,且均呈現(xiàn)出高溫老化凍融循環(huán)老化自然老化。
【關(guān)鍵詞】：生物炭 老化 穩(wěn)定性 重金屬 修復(fù)
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X53
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 生物炭概述12-15
• 1.1.1 生物炭簡(jiǎn)介12
• 1.1.2 生物炭的制備12-13
• 1.1.3 生物炭的穩(wěn)定性13-14
• 1.1.4 生物炭的性質(zhì)14-15
• 1.2 生物炭環(huán)境修復(fù)功能15-17
• 1.2.1 生物炭吸附重金屬15-16
• 1.2.2 生物炭吸附有機(jī)物16-17
• 1.2.3 生物炭修復(fù)土壤污染17
• 1.3 生物炭修復(fù)重金屬機(jī)理17-18
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與目的18-19
• 1.5 研究意義與創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 第二章 老化作用對(duì)生物炭基本性質(zhì)的影響20-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法20-21
• 2.1.1 生物炭的制備20
• 2.1.2 生物炭性質(zhì)的測(cè)定20-21
• 2.1.3 生物炭的人工老化實(shí)驗(yàn)21
• 2.2 生物炭表面結(jié)構(gòu)變化21-24
• 2.3 生物炭官能團(tuán)變化24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 老化作用對(duì)生物炭吸附重金屬的影響26-32
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法26
• 3.2 老化前后生物炭對(duì)Cd的吸附實(shí)驗(yàn)26-29
• 3.3 老化前后生物炭對(duì)Pb的吸附實(shí)驗(yàn)29-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第四章 老化作用對(duì)生物炭吸附重金屬的穩(wěn)定性研究32-40
• 4.1 生物炭對(duì)重金屬吸附穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)32-33
• 4.1.1 老化實(shí)驗(yàn)32
• 4.1.2 取樣及檢測(cè)32-33
• 4.2 加速老化條件下生物炭吸附重金屬Cd的穩(wěn)定性研究33-36
• 4.2.1 老化作用對(duì)生物炭TCLP-Cd的影響33-34
• 4.2.2 老化作用下生物炭TCLP-pH的變化34-36
• 4.3 加速老化條件下生物炭吸附重金屬Pb的穩(wěn)定性研究36-39
• 4.3.1 老化作用對(duì)生物炭TCLP-Pb的影響36-37
• 4.3.2 老化作用下生物炭TCLP-pH的變化37-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第五章 老化作用對(duì)生物炭修復(fù)土壤重金屬的穩(wěn)定性研究40-48
• 5.1 生物炭修復(fù)土壤重金屬污染的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)40-41
• 5.1.1 供試土壤40
• 5.1.2 老化實(shí)驗(yàn)40-41
• 5.1.3 取樣及檢測(cè)41
• 5.2 老化過程中土壤Cd污染修復(fù)效果41-43
• 5.3 老化過程中土壤Pb污染修復(fù)效果43-45
• 5.4 老化過程土壤TCLP-pH的變化45-46
• 5.5 本章小結(jié)46-48
• 第六章 結(jié)論48-50
• 參考文獻(xiàn)50-57
• 致謝57

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本文編號(hào)：358527