生物炭在土壤中長(zhǎng)期應(yīng)用時(shí),受到表生地球化學(xué)作用的影響會(huì)發(fā)生破碎,粒徑逐漸變細(xì),直至納米顆粒生物炭,其物理化學(xué)性質(zhì)會(huì)隨之發(fā)生改變,尤其是比表面積和孔容積會(huì)顯著增加。此外納米顆粒生物炭在飽和介質(zhì)中的遷移能力比其他粒徑生物炭也會(huì)顯著增強(qiáng),因而長(zhǎng)期應(yīng)用具有一定的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。除了遭受物理破碎的影響,還會(huì)受到化學(xué)老化作用的影響。本文以土壤重金屬污染物Cu2+和有機(jī)污染物DEP（鄰苯二甲酸二乙酯）為例,研究不同粒徑生物炭的吸附能力差異以及對(duì)污染物遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨行為的影響。μm毫米級(jí)和微米級(jí)生物炭對(duì)Cu2+和DEP的吸附量和吸附能力差異不大,而納米級(jí)生物炭吸附能力明顯增強(qiáng)。生物炭吸附DEP的主要機(jī)制是為孔填充作用,而吸附Cu2+的主要機(jī)制是表面絡(luò)合作用。這一現(xiàn)象說(shuō)明生物炭在長(zhǎng)期應(yīng)用后,粒徑不斷變小達(dá)到納米顆粒的同時(shí),對(duì)環(huán)境中Cu2+和DEP的鎖定能力顯著提升。當(dāng)環(huán)境pH值由酸性向堿性變化時(shí),生物炭對(duì)土壤中Cu2+和DEP的吸附能力會(huì)增加,有助于Cu2+和DEP會(huì)長(zhǎng)期固定在施加生物炭的土壤中。通過(guò)H202氧化模擬老化過(guò)程,發(fā)現(xiàn)氧化作用會(huì)改變生物炭的微孔結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán),最終使得生物炭吸附能力稍微有所下降... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：150 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１我國(guó)主要重金屬污染概況（張小敏等，２０１４）??重金屬污染來(lái)源有：①大量施用含有重金屬的農(nóng)藥或有機(jī)肥料，歐洲的報(bào)道??

生物炭表面的含氧官能團(tuán)可以與有機(jī)物形成穩(wěn)定物炭富含的電子，可作為電子供體與接觸的污染物的電子子作用，通過(guò)這種特殊作用強(qiáng)力吸附在生物炭上。此外，生構(gòu)方面也有積極的作用。為了改善土壤結(jié)構(gòu)，人們會(huì)將腐殖酸ｉｒｉｅｔａｌ．，２０１４）。但礦源腐殖酸有效組分含量低，且需要不斷和純化，會(huì)造成生產(chǎn)成本高，環(huán)境代價(jià)大的的困境。所以有研液體做為礦源腐殖酸的替代物，將其加入到土壤中用來(lái)改善土的效果。經(jīng)過(guò)紅外光譜分析可得，生物炭也具有與腐殖酸類(lèi)似以做為礦源腐殖酸的替代物。生物炭改善土壤結(jié)構(gòu)的原理是結(jié)構(gòu)的形成（ＶａｎＺｗｉｅｔｅｎｅｔａｌ．，２０１０）。綜上所述，生物炭具有以其在固碳減排、吸附鎖定土壤污染物、改良土壤結(jié)構(gòu)等方。??

一種物理老化，于此同時(shí)，生物炭還會(huì)經(jīng)歷氧化、酸化等化學(xué)作用。也就是說(shuō)在??土壤中物理破碎和化學(xué)老化是共同影響生物炭自身性質(zhì)以及生物炭與其他元素??相互作用，其應(yīng)用場(chǎng)景如圖１－４所示。因此，研究以下問(wèn)題，更有助于評(píng)估生物??炭長(zhǎng)期應(yīng)用的潛在風(fēng)險(xiǎn)。??１９??


本文編號(hào)：3421719