生物炭吸附重金属的研究进展

生物炭是一种废弃物资源化利用的产物。作为新型环境功能材料,生物炭以其优良的环境效应和生态效应成为环境科学等学科研究的前沿热点。因其孔隙结构发达、比表面积巨大和独特的表面化学性质,对环境介质中的重金属离子有很强的吸附作用,进而影响了重金属离子的迁移与归宿。主要从生物炭的材料来源、吸附重金属离子的机制、影响因素以及对土壤中重金属生物有效性的影响等方面进行综述,并提出生物炭吸附重金属离子的未来研究方向。     

水丝蚓生物扰动对沉积物磷释放的影响

研究了不同投放密度和不同环境条件下水丝蚓的生物扰动对沉积物磷释放的影响.研究表明,水丝蚓的生物扰动作用对沉积物磷释放有明显的促进作用,与未投放水丝蚓的空白组相比,当水丝蚓密度为1 ind./cm2和2 ind./cm2时,上覆水中总磷的平均浓度分别提高了190%和230%.温度的提高,会加大水丝蚓生物扰动对磷释放的影响...     

土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究进展

土壤/沉积物中重金属的污染问题越来越引起重视,而重金属在环境中的生态风险与其生物可利用性和生物有效性密切相关。在总结国内外研究的基础上,明确了重金属生物有效性和生物可利用性的定义;概述了用于研究土壤/沉积物中重金属生物有效性的生物模型(小鼠、猪、兔子等);总结了用于研究土壤/沉积物中重金属生物可利用性的几种体外方法,包括模拟人类肠胃消化(PBET、SBRC、UBM等)和底栖生物消化;分析了土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的关键影响因素(土壤/沉积物理化性质和分析方法)。提出了未来土壤/沉积物中重金属生物有效性和生物可利用性的研究方向,以期为重金属生态风险的评价和控制提供参考。     

pH值对霞湾港沉积物重金属Zn、Cu释放的影响

以霞湾港(铜霞路段)的底泥沉积物为研究对象,采用重金属连续浸提法对重金属Zn、Cu在沉积物中的5种形态进行浸提,分析了其分布特征和在不同pH值与时间的条件下重金属的释放规律。研究结果表明,重金属Zn主要以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态的形态存在,Cu主要以有机结合态和残渣态的形态存在,可交换离子态的重金属含量都很低。重金属Zn、Cu从沉积物中的释放,主要是在酸性条件下发生,在酸性区内释放量随pH的升高而迅速降低。释放能力和释放速率均为ZnCu,它们释放的过程基本相似,释放速率都比较小,向环境中的释放是个长期过程。     

施用典型有机固废生物炭对土壤重金属生物有效性的影响

将有机固废经热解转化为生物炭,具有改良土壤、促进碳固定、钝化重金属等优点,但有机固废生物炭中被钝化重金属进入土壤后生物有效性尚不明确。采用盆栽方法评估了施用市政污泥、中药渣等典型有机固废生物炭对受纳土壤中重金属有效性及植物吸收、传输重金属的影响。结果表明,施用污泥炭、中药渣炭显著增加了土壤中As、Zn的化学提取有效态含量,从而降低了Cr、Pb有效态含量(P < 0.05),对Cd、Cu、Ni有效态含量也有不同程度的降低趋势;同时,抑制了除Zn以外As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb等6种重金属从土壤向植物的传输、累积,降幅最高达30%。中药渣炭联合污泥炭施用可进一步抑制7种重金属在植物地上部分以及除As、Cr外其他重金属在根中的吸收、累积。本研究结果可为评估有机固废生物炭土地利用的环境风险提供参考。     

污泥生物炭制备过程中氮磷钾及重金属的迁移行为

采用固定床反应器对脱水污泥在热解过程中N、P、K及重金属的迁移行为进行了研究,以期获得营养元素N、P、K含量较高、重金属含量较低的生物炭,将其作为土壤肥料。结果表明,污泥样品中N主要以铵盐-N、蛋白质-N、吡咯-N、吡啶-N 4种形态存在,其中吡咯-N占总氮的45.22%,热解后各组分在生物炭中所占比例发生变化,其中吡咯-N的减少较为明显,800℃的污泥炭中减少到3.24%。随着热解温度由400℃升高到800℃,N在污泥炭中的含量逐渐降低,气相中的含量明显增加,但液相中在600℃后减少;P和K几乎全部集中在污泥炭中,其中400℃污泥炭中的P主要以焦磷酸盐形式存在、800℃时则主要以偏磷酸盐存在;重金属在污泥炭中出现不同的富集,其富集程度顺序为:Cu>Ni、As>Pb、Cr> Zn> Cd。     

生物炭对土壤中铁生物还原作用和重金属分布的影响

构建厌氧精瓶培养实验体系,探讨生物炭对土壤中铁的生物还原和其他重金属形态转化的影响。结果表明:生物炭会影响铁还原菌希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)对土壤中铁矿物的还原溶出,降低亚铁离子浓度。培养70d后,土壤-希瓦氏菌(SR)处理组亚铁离子摩尔浓度为(291.0±58.0)μmol/L,土壤-希瓦氏菌-生物炭(SRB)处理组亚铁离子摩尔浓度降为(94.7±32.4)μmol/L。同时,生物炭改变了铁生物还原作用对土壤中重金属迁移性的影响。SRB处理组土壤中可交换态锌、钴和镍含量低于土壤-生物炭(CB)处理组,而铁锰氧化物结合态含量增加;与SR处理组相比,SRB处理组可交换态和铁锰氧化物结合态锌、钴、镍含量均有所增加。因此,在稻田等厌氧环境下应用生物炭修复重金属污染土壤时,生物炭对铁矿物生物还原、重金属形态转化的影响需要引起关注。     

太阳能热解制备生物炭及其对水中铜离子的吸附

当前生物炭的制备主要依赖以电力为热源的传统热解方式,存在能耗高、污染大等问题,在一定程度上限制了生物炭作为吸附材料在工业水处理领域中的应用.为寻求生物炭制备的新途径,以玉米秸秆、牛粪为原料,采用太阳能热解技术制备生物炭,并与传统热解方式制备的生物炭进行了比较,考察了两者在理化性质和吸附性能上的差异.结果 表明,经不同热...     

稻壳生物炭中不同组分对水稻富集汞的影响

采用盆栽试验,通过设置对照(CK)组、稻壳生物炭(BC)组、水洗BC组和BC水洗液组4个处理,来探究BC中不同组分对水稻富集汞的影响。结果表明：(1)与CK组相比,BC组、水洗BC组和BC水洗液组水稻植株生物量分别增加了49.14%、24.69%、9.62%;(2)CK组水稻精米中总汞质量浓度为22.90μg/kg, BC组、水洗BC组和BC水洗液组精米中总汞含量分别降低了66.29%、67.99%、57.34%;(3)与CK组相比,施用BC、水洗BC和BC水洗液可使土壤中溶解与可交换态汞含量分别降低91.20%、85.60%和34.40%;(4)BC、水洗BC、BC水洗液通过增加水稻植株生物量、降低土壤中生物有效态汞含量及孔隙水中总汞含量缓解水稻对汞的富集,BC及水洗BC的效果优于BC水洗液。     

大宝山矿区水体和沉积物中重金属的污染评价

分别于丰水期和枯水期对广东省大宝山矿区铁龙拦泥坝至凉桥河段水体中溶解态的重金属进行了调查,应用EPA推荐的健康风险评价模型发现,水体中非致癌物通过饮水途径所导致平均个人年风险排列顺序是Cu〉Pb〉Zn,最大值的平均个人年风险在丰水期和枯水期的平均值分别是2.14×10-7 a-1和4.13×10-7 a-1,小于国际防辐射委员会（ICRP）推荐的最大可接受平均个人年风险5.0×10-5a-1。致癌物Cd的平均个人年风险在丰水期和枯水期的平均值分别是3.52×10-4 a-1和4.53×10-4 a-1,大于ICRP推荐的最大可接受值,同时也大于非致癌物3～4个数量级。另外,通过对枯水期沉积物的重金属总量分析,发现凉桥槽对坑支流受水体pH的影响,导致其沉积物重金属的浓度最高。根据Long和Macdonald利用生物效应数据库法建立的沉积物质量基准,发现除冷水泾外,其他采样点的平均效应中值指数（mERMQ）值都大于1.5,可见沉积物中的重金属会对当地底栖生物产生毒害作用。