【摘要】：以污泥為原料,在500℃缺氧條件下制備污泥生物炭,結合X射線能譜(EDS)、環(huán)境掃描電鏡(SEM)和紅外光譜(FTIR)等表征手段,分析添加污泥生物炭后污染土壤pH和Pb與Cd化學形態(tài)的變化來探究污泥生物炭對土壤中Pb、Cd的固定效果,并用盆栽方式評估添加污泥生物炭對小青菜生物量及體內重金屬含量的影響。結果表明:添加污泥生物炭后,污染土壤的pH隨平衡時間的延長顯著升高;對于單一污染土壤和復合污染土壤,污泥生物炭對Pb和Cd均有較強的固定作用,而污泥生物炭在復合污染土壤中對Pb的固定效果優(yōu)于在單一污染土壤中;添加污泥生物炭能提高小青菜的生物量,且能有效降低小青菜對污染土壤中Pb和Cd的吸收。
【圖文】：

?2表征與分析表1污泥與污泥生物炭元素組成Table1Elementalcompositionsofsludgeandsludgebiochar/%樣品主要元素組成CONaMgAlSiPSK污泥36.5529.04——3.2910.292.40.591.26W50014.6527.570.591.164.6713.104.671.001.422.1元素組成分析污泥與污泥生物炭的主要元素組成如表1所示。原料污泥中主要含有C、O、Al、Si、P、S和K等元素，經過熱解后W500中C元素含量降低明顯，而元素Si、P、S和K含量增多并出現Na和Mg等元素。表明在熱裂解過程中，原料中有機物質逐漸分解，無機礦物逐漸累積。2.2掃描電鏡分析由圖1可知，500℃下制備的污泥生物炭表面形貌變化明顯，經過熱解塊狀結構逐步破壞、顆粒逐漸變校污泥生物炭的表面粗糙不平且表面碎裂、空隙變大，這有利于其對重金屬離子的吸附。圖1污泥與污泥生物炭的掃描電鏡圖Fig．1Scanningelectronmicroscopy(SEM)imagesofsludgeandsludgebiochar圖2污泥與污泥生物炭的紅外光譜圖Fig．2FTIＲspectraofsludgeandsludgebiochar2.3紅外圖譜分析利用FTIＲ定性分析污泥生物炭與污泥原料的結果如圖2所示，在官能團區(qū)，3300～3645cm－1處的寬吸收峰來自羥基的O—H伸縮振動，在2922cm－1處的吸收峰為生物高聚物中的CH2基團，表明熱裂解后，污泥生物炭中大部分CH2基團已與電負性較大的原子連接，這有助于其對帶正電荷金屬離子的吸附。1657和1416cm－1處為C迨C和C迨O伸縮振動峰，1593cm－1處為芳香性C迨C、C迨O的伸縮振動峰，這些基團與化學鍵都隨著熱解過程進行而減少甚至消失，這與元素組成分析中熱解后C和O元素含量降低的結果一致;1025、780和467cm－1處的吸收峰對應的是Si—O—Si振動吸收。3結果與分析3.1生物炭對土壤pH值的影響如圖3所示，與對照組(C

?所示。原料污泥中主要含有C、O、Al、Si、P、S和K等元素，經過熱解后W500中C元素含量降低明顯，而元素Si、P、S和K含量增多并出現Na和Mg等元素。表明在熱裂解過程中，原料中有機物質逐漸分解，無機礦物逐漸累積。2.2掃描電鏡分析由圖1可知，500℃下制備的污泥生物炭表面形貌變化明顯，，經過熱解塊狀結構逐步破壞、顆粒逐漸變校污泥生物炭的表面粗糙不平且表面碎裂、空隙變大，這有利于其對重金屬離子的吸附。圖1污泥與污泥生物炭的掃描電鏡圖Fig．1Scanningelectronmicroscopy(SEM)imagesofsludgeandsludgebiochar圖2污泥與污泥生物炭的紅外光譜圖Fig．2FTIＲspectraofsludgeandsludgebiochar2.3紅外圖譜分析利用FTIＲ定性分析污泥生物炭與污泥原料的結果如圖2所示，在官能團區(qū)，3300～3645cm－1處的寬吸收峰來自羥基的O—H伸縮振動，在2922cm－1處的吸收峰為生物高聚物中的CH2基團，表明熱裂解后，污泥生物炭中大部分CH2基團已與電負性較大的原子連接，這有助于其對帶正電荷金屬離子的吸附。1657和1416cm－1處為C迨C和C迨O伸縮振動峰，1593cm－1處為芳香性C迨C、C迨O的伸縮振動峰，這些基團與化學鍵都隨著熱解過程進行而減少甚至消失，這與元素組成分析中熱解后C和O元素含量降低的結果一致;1025、780和467cm－1處的吸收峰對應的是Si—O—Si振動吸收。3結果與分析3.1生物炭對土壤pH值的影響如圖3所示，與對照組(CK)相比，添加生物炭顯著提高土壤pH值。從開始到60d時，添加生物炭后Pb土、Cd土和復合污染土壤的pH分別提高了0.73、0.60和0.81，較對照組分別提高了0.14、0.11和0.15。5759
【作者單位】： 揚州大學環(huán)境科學與工程學院;江蘇省有機固體廢棄物資源化協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(31772394) 江蘇省社會發(fā)展項目(BE2015661) 江蘇省六大人才高峰項目(2013-NY-017) 江蘇省環(huán)境材料與環(huán)境工程重點實驗室資助項目 揚州大學大學生科技創(chuàng)新基金資助項目
【分類號】：O647.33;X53

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本文編號：2535165