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。     

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。     

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。     

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。     

矿区土壤重金属转运迁移的影响因素研究进展

综述了在矿区土壤中重金属的污染修复过程中,植物修复作为最普遍且最经济的修复方法,被广泛使用。而在利用植物修复矿区重金属污染土壤过程中,重金属转运迁移直接影响到植物的修复效果。因此,明确矿区土壤中重金属转运迁移过程的影响因素非常重要。通过进一步分析矿区土壤中重金属迁移转化的影响因素时,发现矿区土壤中重金属的转运迁移不仅受到土壤中黏土矿物、化学螯合剂及其他化学过程等的作用,根际环境也对其也存在着很大的影响。进而总结出,在矿区污染土壤植物修复过程中,应当既考虑到土壤的理化性状,又要兼顾根际环境的影响作用。     

试析生物质炭在重金属污染土壤修复中的应用

土壤污染因具有隐蔽性、滞后性、治理难度大、进入人体后给人体健康造成不可逆的伤害,已经引起了人们的重视,我国政府也颁布了多项土壤污染修复技术导则.按照污损土地的污染源、污染类型、污染范围、污染程度,采取物理、化学、生物等技术对污损土壤进行修复,以达到美化环境、提升人居健康品质.其中生物炭因具有较大的大孔隙率、较大的比表面...     

生物炭净化废水中重金属机理

生物质热解转化为生物炭用以去除废水中的重金属,可以同时起到固废资源化和废水处理的双重环境效益。文中阐述了生物炭净化废水中常见重金属(铅、镉、锌、铜、铬以及砷)的主要机制。生物炭可以通过离子交换、表面吸附、官能团络合以及形成沉淀等多种机制去除重金属,并对铅、镉、锌、铜以及铬都表现出一定的去除效果,而对重金属砷则去除效果较差,需通过改性处理提高对砷的作用。因此,文中同时介绍并总结了常见复合生物炭的设计原理,及其对重金属去除的强化效果。包括:(1)铁复合生物炭固定砷;(2)还原性铁复合生物炭还原稳定铬;(3)纳米颗粒复合生物炭吸附固定铅、镉、铜。生物炭以及复合生物炭用以去除废水重金属具有很好的效果与应用前景。最后,文中提出了生物炭净化废水在实际应用中面临的问题,未来的研究可以聚焦生物炭的标准化制备工艺,以及复合生物炭对重金属去除的实际应用。     

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。     

生物炭在土壤中对磷吸附热力学影响

生物炭在提高土壤对磷吸附效率和吸附量方面具有重要作用。本论文以花生、香菇和秸秆为生物炭原材料,通过实验研究了不同原料的生物炭对土壤吸附磷的效果的影响,进行了吸附热力学的分析,研究结果表明：在添加不同投加量香菇生物炭的土壤中,生物炭投加量越大,对磷的吸附效果越高。可以用Freundich方程描述添加香菇生物炭的土壤对吸附磷的热力学过程。在添加三种不同原料的生物炭到土壤对磷的吸附实验中,三者都明显比空白土壤吸附效果强,添加水稻秸秆生物炭的土壤吸附自发性最好。     

九里山煤矿区土壤重金属污染状况研究

为了研究煤矿的长期开采活动对矿区土壤重金属污染的影响,以河南省煤炭基地九里山矿区为试验区,科学系统地进行土壤采样,对矿区土壤中的重金属元素As,Cr,Cd,Ph,Hg进行分析。结果表明：矿区土壤重金属综合污染程度达到了Ⅲ级轻度污染。     

重金属离子在水泥砂浆中的浸出性研究

采用在生料中掺重金属化学试剂在实验室条件下烧制出的熟料,研究了重金属元素在水泥应用过程中的流向,模拟德国的水槽试验法测试了水泥砂浆中重金属离子Ph、Cd、As和Cr在不同pH值浸出液条件下的长期浸出行为,探讨了酸性条件对重金属浸出的影响。结果表明：Pb、Cd及Cr^3＋均可以稳定固化在砂浆内部,长期浸出固化率可达99．9％以上;酸性条件可以抑制Cr^3＋的浸出,促进Cr^6＋的浸出,对Pb、Cd、As的浸出影响较小。     

Effects of phosphorus-rich sawdust biochar sorption on heavy metals

ABSTRACT

The aim of this paper is to study the efficiency of typical heavy metals in electroplating sludge in terms of different phosphorus dosages (0.5 wt.%, 1 wt.% and 3 wt.%), initial pH (2, 3, 4, 5 and 6) and adsorption times (1, 3, 5, 7 and 12 h) of biochar. The heavy metal speciation was determined after adsorption to estimate the stability of ion-adsorption precipitation. Results show that phosphorus-modified biochar enhances the removal efficiency of heavy metals. Low mobility of heavy metal speciation was investigated. It is also shown that initial pH has a significant impact on the heavy metal speciation after adsorption.     

离子交换法去除城市污泥酸浸液中重金属

采用离子交换树脂去除城市污泥酸浸液中的Zn、Cu、Ni、Pb,对强酸一号、732、D001、D1134种阳离子交换树脂进行筛选,讨论了树脂用量、反应时间、pH值、温度等对重金属离子去除率的影响。结果表明,采用强酸一号树脂去除酸浸液中Zn、Cu、Ni、Pb的优化条件为:树脂用量2.0g/50mL,pH值3,反应时间5h,温度45℃。其中树脂用量对去除率影响最大,温度和时间次之,pH值对其影响最小。     

串山垅原灌区土壤重金属污染状况研究

通过对贵溪串山垅原灌区土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As污染对农作物的危害程度分析,得出Cu是造成农田大幅度减产的主要污染因子,其次是Cd、As.提出修复农田土壤重金属污染势在必行.     

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。     

陕北煤矿区农田土壤重金属污染现状及修复研究

为了研究煤炭开采过程对周边农田土壤的重金属污染影响,对神木大柳塔煤矿区周边农田土壤和玉米幼苗进行采样,测定分析35个典型采样点和空白对照的重金属含量。结果表明：煤矿区农田土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As等重金属平均含量均高于对照区,说明煤矿开采过程对农田带来了重金属污染。Zn、Cu、Pb、Cr、Hg等重金属元素在土壤中的含量与玉米中的含量显示出正相关性,表明土壤中的重金属含量直接影响着植物对重金属的吸收,并有针对性地提出了土壤重金属污染的防治和修复措施,以期为矿区污染治理提供科学依据。     

赤泥-磷石膏复合材料中重金属浸出研究

为实现赤泥和磷石膏两大工业固废的资源化利用,采用未经改性处理的赤泥与磷石膏为原料,通过复合助剂的改性固化作用制备达到充填要求的复合材料。当赤泥用量为总原料质量的85%、磷石膏为5%时,复合材料养护28 d的抗压强度为4.34 MPa,达到了矿山充填力学性能要求。参照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》（HJ 557—2010）和《块状废物或建材中无机组分扩散浸出行为测试容器实验》（EA NEN 7375—2004）对颗粒状和块状样品对比进行浸出实验,研究了赤泥-磷石膏复合材料中重金属元素（镉、铬、镍、钡）的浸出行为。结果表明,重金属浸出浓度由大到小依次为铬、钡、镍、镉;磷石膏掺量在5%以内时重金属元素浸出浓度及扩散系数变化较小,超过5%后重金属元素浸出率增加。对两种浸出方法复合材料中重金属元素的浸出行为进行动力学分析,发现重金属元素的浸出行为主要受扩散作用控制,在长期浸出过程中还受到耗竭作用和延滞作用控制。