本文關(guān)鍵詞：生物炭對重金屬的吸附作用及腐殖酸的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：重金屬污染對環(huán)境的威脅日益嚴重,高效便捷地治理重金屬污染成為當下研究的關(guān)注點。生物炭是將植物和動物廢棄物等生物質(zhì)在溫度較低時(㩳700℃)進行密閉熱裂解而生成的穩(wěn)定富碳產(chǎn)物,具有較大的比表面積、豐富的含氧官能團以及礦物成分。由于材料易得,制備簡單,吸附性能良好而被廣泛地應(yīng)用于重金屬污染的修復(fù)中。本文選取玉米秸稈、小麥秸稈以及玉米芯三種不同的原料制備的生物炭進行吸附性能的研究,改變生物炭投加量、初始金屬離子濃度、p H值以及溫度等條件,在Cu2+離子和Cd2+離子單一及混合存在條件下進行批實驗研究,并在研究中加入腐殖酸(HA)以模擬自然環(huán)境。分析生物炭的吸附動力學(xué)和等溫吸附性質(zhì),并結(jié)合掃描電鏡能譜儀(SEM-EDS)、X射線衍射儀(XRD)、紅外光譜儀(FT-IR)、比表面積測試儀(BET)等的分析表征探討生物炭對重金屬的吸附機制以及腐殖酸的影響。此外,還將生物炭施加于土壤中進行土壤柱實驗,探究生物炭對土壤固定重金屬作用的影響。主要結(jié)論如下:(1)生物炭的理化性質(zhì)不同。玉米秸稈生物炭和小麥秸稈生物炭的比表面積遠大于玉米芯生物炭,玉米秸稈生物炭和玉米芯生物炭的溶解性有機質(zhì)碳含量大于小麥秸稈生物炭。三種生物炭的p H值均為9.0以上,可用于改良酸性土壤,此外三種生物炭中的重金屬含量均在污染限值以下,不會對環(huán)境造成二次污染。(2)生物炭的吸附性能不同。玉米秸稈生物炭和小麥秸稈生物炭對重金屬的吸附能力遠大于玉米芯生物炭,在平衡后前兩者對金屬的去除率可達到95%以上,而后者的去除率只有40%左右。這可能與材料比表面積及所含離子相關(guān)。(3)重金屬的競爭吸附作用。Cu2+離子和Cd2+離子共存的情況下,Cu2+離子會與Cd2+離子競爭相同的吸附位點,導(dǎo)致生物炭對Cd2+離子的吸附量變少。這可能與兩種離子的水合離子半徑相關(guān)。(4)生物炭的吸附機制及腐殖酸的影響。生物炭的吸附機制主要包括物理吸附以及化學(xué)吸附,與生物炭的比表面積、所含官能團和離子成分等均有關(guān)系。腐殖酸在吸附過程中起到轉(zhuǎn)移離子的載體作用,使得離子被快速吸附。(5)生物炭對土壤固定重金屬的影響。在酸雨淋濾的條件下,施加生物炭使得土壤的緩沖能力增強,p H值更加穩(wěn)定,Cu2+離子和Cd2+離子的淋出率分別降低6.49%~28.95%,12.74%~37.99%,減小了重金屬遷移性帶來的危害。
【關(guān)鍵詞】：生物炭 重金屬 吸附 腐殖酸
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X53;O647.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 選題背景10-19
• 1.1.1 重金屬污染現(xiàn)狀與治理方法10-16
• 1.1.2 生物炭及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.3 研究內(nèi)容與研究意義22
• 1.4 技術(shù)路線與工作量22-24
• 1.4.1 技術(shù)路線22-23
• 1.4.2 工作量23-24
• 第2章 生物炭的制備與理化性質(zhì)24-30
• 2.1 生物炭的制備原料24
• 2.2 生物炭的制備方法24-25
• 2.3 生物炭的理化性質(zhì)測試25-26
• 2.4 結(jié)果與分析26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 生物炭對重金屬的吸附作用30-49
• 3.1 實驗試劑與設(shè)備30-31
• 3.2 實驗方法與步驟31-34
• 3.2.1 金屬溶液的配置31
• 3.2.2 生物炭的預(yù)處理31
• 3.2.3 批實驗研究31-32
• 3.2.4 測試方法32-34
• 3.3 實驗結(jié)果與討論34-48
• 3.3.1 反應(yīng)時間對Cu、Cd吸附的影響34-36
• 3.3.2 生物炭投加量對吸附效果的影響36-39
• 3.3.3 Cu、Cd的競爭吸附作用39-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 腐殖酸對生物炭吸附重金屬的影響49-70
• 4.1 實驗試劑與設(shè)備49-50
• 4.2 實驗方法與步驟50-52
• 4.2.1 金屬溶液的配置50
• 4.2.2 腐殖酸的配置50-51
• 4.2.3 生物炭的預(yù)處理51
• 4.2.4 批實驗研究51-52
• 4.3 實驗結(jié)果與討論52-62
• 4.3.1 Cu、Cd的吸附動力學(xué)52-56
• 4.3.2 生物炭投加量的影響56
• 4.3.3 金屬溶液初始濃度的影響56
• 4.3.4 吸附等溫線56-57
• 4.3.5 溶液初始pH值的影響57
• 4.3.6 反應(yīng)溫度的影響57-61
• 4.3.7 腐殖酸濃度的影響61-62
• 4.4 生物炭的吸附機理及腐殖酸的影響探討62-69
• 4.4.1 SEM分析62
• 4.4.2 XRD分析62-65
• 4.4.3 FT-IR分析65-66
• 4.4.4 吸附機制66-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第5章 生物炭對土壤中重金屬的固定作用70-77
• 5.1 實驗試劑與設(shè)備70-71
• 5.2 實驗方法與步驟71-73
• 5.2.1 土壤樣品的采集和預(yù)處理71-72
• 5.2.2 土壤柱實驗內(nèi)容與步驟72-73
• 5.3 實驗結(jié)果與討論73-76
• 5.3.1 自然條件下生物炭對土壤固定重金屬的影響73
• 5.3.2 酸雨淋濾條件下生物炭對土壤固定重金屬的影響73-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第6章 結(jié)論與建議77-79
• 6.1 結(jié)論77-78
• 6.2 問題與建議78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-90
• 附錄90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李力;劉婭;陸宇超;梁中耀;張鵬;孫紅文;;生物炭的環(huán)境效應(yīng)及其應(yīng)用的研究進展[J];環(huán)境化學(xué);2011年08期

2 徐應(yīng)明;梁學(xué)峰;孫國紅;孫揚;秦旭;王林;戴曉華;;酸和熱處理對海泡石結(jié)構(gòu)及吸附Pb~(2+)、Cd~(2+)性能的影響[J];環(huán)境科學(xué);2010年06期

3 夏立江,華珞,李向東;重金屬污染生物修復(fù)機制及研究進展[J];核農(nóng)學(xué)報;1998年01期

4 吳成;張曉麗;李關(guān)賓;;黑碳吸附汞砷鉛鎘離子的研究[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2007年02期

5 張阿鳳;潘根興;李戀卿;;生物黑炭及其增匯減排與改良土壤意義[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2009年12期

6 蒲維維;于波;趙秀娟;孟燕軍;張明英;;北京地區(qū)酸雨的天氣影響因素及降水化學(xué)特征分析[J];氣象科學(xué);2012年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 安增莉;生物炭的制備及其對Pb（Ⅱ）的吸附特性研究[D];華僑大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：生物炭對重金屬的吸附作用及腐殖酸的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：327973