生物炭对土壤中重金属作用及影响研究进展

针对土壤重金属污染问题已有许多修复措施,生物炭由于其特殊的结构、良好的经济效益成为了近年来土壤修复领域的研究热点。生物炭作用于土壤重金属的相关机理复杂,且施入土壤会对重金属的环境行为产生影响。简述了目前生物炭在环境保护领域中的相关应用,在如离子交换、表面络合、沉淀作用以及阳离子-π作用等基础上分析了生物炭作用于重金属的机理,并介绍了生物炭对于土壤中重金属迁移性和生物有效性的影响。对生物炭今后的研究工作作出展望。     

改性生物炭对土壤重金属污染修复研究进展

土壤中金属污染导致食用林产品、农产品中重金属高富集,严重威胁人类健康。生物炭作为简单易得,来源广泛的吸附材料,可用于土壤重金属污染物修复。本文主要综述了生物炭的制备、改性剂的选择与功能、改性方法及改性生物炭的特性。介绍了改性生物炭的表征手段如傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和比表面积和孔径分析仪在生物炭改性过程中的作用及分析方法。客观分析了改性生物炭的制备方式及对土壤重金属污染修复的机制及效果,并讨论生物炭及改性生物炭对重金属常见的吸附机理以及表面吸附、静电作用、离子交换和共沉淀的特征和条件。大量的研究结果表明,生物炭对降低土壤中重金属的有效态含量具有显著效果,且经过酸碱、氧化还原、吸附剂复合等方式改性后吸附性能更加高效和稳定。生物炭改性是为了提高生物炭的安全性、高效性、重复使用性和环境友好性,同时加强生物炭的重金属修复性能。因此,功能型生物炭的研制及拓展改性生物炭的应用是生物炭改性的进一步深入研究方向。     

生物炭修复重金属污染土壤的研究进展

综述了生物炭的基本特性如元素组成、比表面积和孔隙度、pH和Zeta电位、表面官能团等,并在此基础上介绍了生物炭修复重金属的机理如离子交换、静电作用、物理吸附、阳离子-π作用、络合以及沉淀作用,简述了影响生物炭修复效果的主要因素如生物炭种类及添加量、土体理化性质等。最后,对今后生物炭在土壤重金属修复工作的研究方向作出了展望。     

生物炭修复重金属污染土壤的研究进展

综述了生物炭的基本特性如元素组成、比表面积和孔隙度、pH和Zeta电位、表面官能团等,并在此基础上介绍了生物炭修复重金属的机理如离子交换、静电作用、物理吸附、阳离子-π作用、络合以及沉淀作用,简述了影响生物炭修复效果的主要因素如生物炭种类及添加量、土体理化性质等。最后,对今后生物炭在土壤重金属修复工作的研究方向作出了展望。     

生物炭对土壤中重金属迁移性能的影响

以稻草秸秆为原材料,在500℃下,厌氧热解制备生物炭,使用黄沙模拟实际土壤,研究不同初始pH、离子强度对生物炭滞留铅、镉复合重金属效果的影响。结果表明,稻草秸秆生物炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)复合重金属的滞留效果随着pH的升高而增大,但随着离子强度的增加而降低大,并且pH的影响要明显大于离子强度的影响。     

生物炭-植物对重金属污染土壤联合修复机制研究进展

近年来,由于工农业的快速发展,农用化学品的数量和多样性随之增加,对环境造成极大挑战,其中重金属对环境和食品的污染,影响了人类健康。常规的修复方法例如：物理修复法、化学修复法、生物修复法等,都有一定的局限性,而生物炭因其超强的吸附性能,被广泛应用于碳固定和环境的修复中,为了提高修复的效率,生物炭与植物联合修复技术被广泛应用。本文通过对生物炭和植物联合修复的特点机制进行简述,总结联合修复机理,以期为重金属污染修复提供理论依据。     

改性生物炭固定土壤中重金属机理的研究进展

固定化是一种降低土壤重金属毒性的有效方法,改性生物炭固定重金属的能力已取得了显著成果,其在土壤修复中得到广泛关注。但改性生物炭在污染土壤中固定重金属的综合机理需进一步探究,因此运用CiteSpace数据分析软件,以氧阴离子型重金属As和阳离子型重金属Cd为例对改性生物炭固定土壤中重金属的机理进行分析,综述了其氧化还原、表面共沉淀、络合、离子交换及静电吸引的作用机制。对改性生物炭增强固定土壤重金属不同机理的原因和方法进行总结,对其处理土壤重金属污染的前景进行了展望,为改性生物炭治理土壤重金属污染的应用提供参考。     

生物炭对矿区土壤重金属有效性及形态的影响

为探索生物炭作为改良剂修复矿区重金属污染土壤的可行性,以玉米秸秆为原料在450℃制备生物炭,采用扫描电镜、能谱分析以及傅里叶变换红外光谱等分析与测试手段对其进行表征。采用室内连续培养的方法,研究在不同培养时间条件下,添加不同施用量（0、1%、3%和5%）的生物炭后,对矿区土壤pH,阳离子交换量（CEC）,土壤重金属Cu、Zn、Pb和Mn有效性以及重金属不同形态变化的影响。结果表明：生物炭能够提高土壤的pH和CEC,且都随着添加量的增加而增加。56d土壤培养后,与对照相比,1%、3%和5%添加水平下pH分别增加了1.14个、1.42个和1.67个单位,土壤CEC分别增加了2.02cmol/kg、3.60cmol/kg和5.39cmol/kg。添加不同含量生物炭后,土壤中有效态重金属均呈现不同程度的降低,而且生物炭添加量越大,降幅也越大。在5%添加水平下,生物炭分别使Cu、Zn、Pb和Mn有效态下降了49.2%、46.2%、72.5%和26.3%。重金属有效态含量与土壤pH、CEC均呈显著负相关关系。添加生物炭后,土壤中重金属的形态发生了变化,由易迁移的弱酸提取态向更加稳定的残渣态转化,且生物炭添加量越大,钝化效果越显著。综上所述,玉米秸秆生物炭的添加提高了矿区重金属复合污染土壤的pH和CEC,促进了重金属复合污染土壤中Cu、Zn、Pb和Mn的弱酸提取态向化学性质稳定的残渣态转化,降低了土壤重金属的有效性,实现了对重金属复合污染土壤的修复。     

生物质炭钝化土壤重金属的研究进展

针对生物质炭存有的基本性质、修复土壤重金属污染的主要影响因素以及改性生物质炭对土壤重金属生物有效性的影响进行了客观分析,并结合国内外当前在生物质炭钝化土壤重金属方面的研究现状,以期能为我国土壤重金属的进一步合理处理和提高生物质炭钝化效能提供一定的参考。     

生物炭对污染土壤修复的研究进展

土壤是生物圈的重要组成部分,是人类生存和发展的基础,同时也是保障国家粮食安全的最基本的生产材料。随着人类社会经济的发展和人类活动的高度密集,土壤污染程度越来越严重。土壤质量持续恶化,严重影响人类健康,因此开展针对污染土壤的修复工作刻不容缓。生物炭作为一种在土壤改良、生物能源生产、有机废物循环利用和温室气体减排等方面具有积极意义的物质,对于农业应用方面有重要意义,引起了国内外研究者的广泛关注,成为近年来的研究热点之一。     

铁改性生物炭去除重金属研究进展

目前土壤和水环境中重金属污染仍然较为严重,寻找合适的去除剂成为了环境研究者们的重要任务。生物炭作为新型吸附剂由于对水环境以及土壤中重金属离子如Cu、Fe、Pb、Cr等具有良好的吸附效果因而得到了环境领域的广泛关注。然而仅用生物炭去除重金属仍然有着吸附效率不够高,吸附性能不够稳定等缺陷,本文通过整理各类铁改性生物炭的研究,总结归纳了铁改性生物炭的制备及其去除机理,并与目前常规生物炭做了对比,指出铁改性生物炭对重金属污染的去除可行性和广阔前景。     

生物炭吸附重金属离子的研究进展

生物炭在过去的十几年里受到了广泛关注,由于其低成本、环境友好、可再生等优点,在环境管理方面具有良好的应用前景。本文介绍了生物炭的概念、应用和性质,重点综述了生物炭吸附重金属离子的研究进展,并探讨了目前面临的挑战和应用前景。生物炭是在缺氧或无氧条件下热化学转化生物质得到多孔富碳材料,主要用于土壤改良,可以提高作物产量、实现碳封存以及减少温室气体排放,并且在催化、能源和水处理等方面具有潜在的应用。生物炭制备方法包括热解、气化、水热炭化等,生物炭的性质受生物质原料、制备工艺和技术参数影响。重点介绍了生物炭吸附重金属离子的相关研究,包括生物炭吸附重金属离子的影响因素、吸附机理和改性生物炭的制备。通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学和表征技术可以揭示表面络合、静电引力、表面沉淀和离子交换等吸附机理。生物炭吸附重金属离子的最新研究主要致力于通过改性提高生物炭的吸附性能,改性方法主要包括物理化学活化以及复合金属氧化物或化合物、功能有机物、纳米粒子等。生物炭吸附重金属离子面临一些问题和挑战,距离实际废水处理应用还有一定差距。     

淋溶条件下生物炭对矿区土壤中重金属迁移的影响

以玉米秸秆为原料在450℃下制备生物炭,将生物炭按5%的炭土比例施入矿区重金属污染土壤中。通过室内土柱淋溶试验,分析加入生物炭对土壤淋出液pH、重金属纵向迁移行为及重金属累积释放量的影响。结果表明：加入生物炭处理后土壤淋出液的pH显著高于对照处理,说明生物炭可以在一定程度上缓解土壤的酸性。与对照相比,添加生物炭降低了重金属向下层土壤迁移的风险,淋溶后土柱中Pb、Cu、Zn和Mn的纵向迁移量分别降低了65.93%、50.95%、49.29%和30.95%,生物炭对土壤中重金属纵向迁移抑制的顺序为Pb>Cu>Zn>Mn,生物炭对Pb的钝化效果最好。随着淋溶液体积的增加,Pb、Cu、Zn和Mn这4种重金属的淋溶累积释放量总体上呈现出前期快速溶出和后期缓慢溶出两个明显的阶段。4种重金属的累积释放量大小为Pb>Mn>Zn>Cu,添加生物炭后明显降低了重金属的累积释放量。对土壤中金属释放过程进行数学方程拟合后发现,应用Elovich方程能较好地描述重金属释放过程,说明这4种重金属元素在土壤中的淋溶和释放过程的机制不是单一反应过程,而是属于活化能变化较大的复杂反应过程。加入生物炭后各重金属的b值均低于对照组,重金属迁移速率随着生物炭的添加而降低,说明生物炭能提高土壤对重金属离子的吸附力,降低因土壤淋溶作用而引起的重金属迁移,可以实现对重金属复合污染矿区土壤的修复。     

磁性生物炭的制备及其对重金属吸附研究进展

生物炭因比表面积大、孔隙率发达、表面官能团丰富等特点,常被用于吸附水体中的重金属杂质.但在水溶液介质中难于分离,需要对其改性.对生物炭进行赋磁改性可以增加其吸附量,便于回收利用.本文主要综述了利用不同的生物质原料,采用不同的方法制备出磁性生物炭(MBC),探究了磁性生物炭对水体中重金属离子的吸附机理,对未来研究磁性生物...     

生物炭对水体中重金属吸附固定的研究进展

生物炭作为有效的新型吸附剂而被广泛地研究,其理化性质与改良方向更是很多学者的重点研究话题。通过对生物炭理化性质的影响因素进行总结,并对不同改性生物炭在水中的吸附效果进行讨论,为未来的生物炭应用性研究提供思路。通过文献总结,我们发现生物炭的影响因素较多,部分改性对生物炭吸附效果的消极影响也值得被注意,在应对复杂水体污染的生物炭吸附降解研究较为稀少,不同种物质的竞争吸附会一定程度的影响对目标物质的吸附效果。可见改性生物炭将会是未来一段时间的发展趋势,而对改性工艺的优化将促使生物炭足以应对更加复杂的应用环境。     

生物炭吸附去除水中重金属的研究进展

近年来,水环境中重金属污染问题日益严重,生物炭材料被广泛应用于环境污染修复。但是原始生物炭材料对污染物的吸附性能欠佳,衍生出众多对其吸附性能提升的研究。到目前为止,有关生物炭材料制备和改性的进展总结欠全面,关于生物炭材料吸附水中重金属离子反应机理的整理也不够深入。基于生物炭材料在水环境中重金属离子吸附领域的研究现状,对生物炭材料的制备方式、改性方法和主要影响因素进行了综述,并梳理了生物炭对水中重金属离子的吸附机制研究进展。最后提出了生物炭材料在应用中可能存在的问题和发展方向。以期为生物炭材料在受重金属离子污染水体的修复应用提供理论和技术支撑,为实际的环境污染修复提供新的思路。     

生物炭协同微生物处理重金属废水研究进展

在生物炭或微生物单一体系处理重金属废水研究的基础上,总结了生物炭协同微生物体系处理重金属废水的研究进展。主要从微生物固定化技术层面阐述了协同体系构建的可行性,并对协同技术在重金属废水处理领域的应用现状、效果优化、过程机理等进行了总结和讨论,以期为重金属废水处理新技术的开发提供借鉴。     

污泥基生物炭处理重金属废水研究进展

简述了污泥基生物炭制备方法和吸附重金属的影响因素以及主要机理,包括物理吸附、静电吸附、离子交换、络合作用以及化学沉淀;介绍了污泥基生物炭改性方法以提高吸附重金属效果;最后对污泥基生物炭的应用进行了展望。     

浅析生物炭在修复土壤重金属污染的应用

随着经济的发展,工业污染物的排放和农业化肥的施用,造成土壤重金属污染日益严重,严重危害人体健康。本文从生物炭的基本性质入手,分析生物炭对土壤重金属的修复机制,阐述了生物炭修复土壤重金属污染的机理,指出了生物炭在重金属污染土壤修复治理中存在的风险,展望了生物炭在土壤修复治理中的巨大潜力前景。