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。     

重金属污染土壤钝化修复技术研究

从离子交换与吸附、沉淀作用、络合作用及氧化还原作用的角度介绍了钝化技术修复土壤的机理。将目前广泛使用的钝化材料进行分类,主要包含石灰类、含磷类、炭材料类、黏土矿类及有机堆肥类钝化材料,分别阐述了其对重金属污染土壤的修复效果,并指出在修复过程中可能产生的问题。并由实际应用、修复效果评价机制与标准、修复效果稳定性和钝化材料长期环境影响等方面,对推行钝化技术修复重金属污染土壤作出展望。     

重金属污染土壤钝化修复技术研究

从离子交换与吸附、沉淀作用、络合作用及氧化还原作用的角度介绍了钝化技术修复土壤的机理。将目前广泛使用的钝化材料进行分类,主要包含石灰类、含磷类、炭材料类、黏土矿类及有机堆肥类钝化材料,分别阐述了其对重金属污染土壤的修复效果,并指出在修复过程中可能产生的问题。并由实际应用、修复效果评价机制与标准、修复效果稳定性和钝化材料长期环境影响等方面,对推行钝化技术修复重金属污染土壤作出展望。     

改性腐植酸基复合材料钝化土壤重金属的应用研究

为降低自然界中重金属离子的生物利用度、迁移率和毒性,研制了一种以生物炭粉和腐植酸钠为原材料,用乙酸进行表面改性的腐殖酸基修复材料。以有机酸对腐殖酸钠进行表面改性,并将生物炭负载于腐殖酸表面,增加其表面重金属络合吸附位点,提高对污染土壤中有毒金属离子的吸附和络合能力,显著降低金属的迁移率。在Pb、Hg、Cr、Cd污染的土壤中,对比研究单纯生物炭粉和改性腐殖酸基复合材料不同添加量下,对土壤重金属的有效态影响。通过与单纯生物炭粉修复材料对比,改性腐殖酸基复合材料降低土壤中重金属有效态含量更多,修复效果更为显著,表现出更强的吸附重金属能力。利用扫描电镜实验探究改性腐殖酸基复合材料对重金属的吸附机理并进行探讨。改性腐殖酸基复合材料是新型环境友好和稳定高效的重金属污染土壤修复材料,充分响应国家节能环保绿色理念,减少对生态环境和人类健康的风险,为治理重金属污染土壤的深入探究提供了重要的解决方法。     

生物钝化修复镉污染土壤研究进展

回顾了我国含镉土壤的场地修复。综述了利用生物钝化技术修复镉污染土壤的研究现状,重点探讨了微生物的代谢产物与镉产生硫化物或磷酸盐沉淀的微生物沉淀作用、微生物的细胞壁和其分泌的胞外聚合物直接吸附镉的微生物吸附作用以及镉离子透过微生物的细胞膜而被固定在细胞内的微生物摄取作用等生物钝化机理,并对有机钝化过程和无机钝化过程进行了介绍和评价。分析了镉在土壤中的离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态等赋存形态以及土壤中pH值、氧化还原电位、有机质、共存重金属和微生物等因素对镉的生物可利用度的影响。最后阐述了生物钝化技术的优点以及该技术不能将重金属从土壤中永久去除的问题,指出生物钝化技术与其他修复方法相结合是其未来的发展方向。     

不同钝化剂对铅镉重金属污染土壤的修复影响研究

为研究不同种类钝化剂对铅、镉重金属污染土壤的修复效果影响,选择某化工厂铅、镉污染比较严重的黄壤作为修复对象,采用单一的无机钝化剂、生物炭类钝化剂、矿物钝化剂和有机-无机混合钝化剂对土壤进行修复。在不同类型钝化剂下,设计三因素三水平正交实验,除了钝化剂类型之外,所有条件都相似,研究上述各个类型钝化剂对土壤中铅、镉含量的钝化效率影响。研究结果表明,实验中所选择的生物炭、石灰、含硫型土壤调理剂、硅藻土按照一定比例混合而成的矿物钝化剂,对受试土壤中重金属铅、镉的钝化效果最好;通过正交实验结果可知,在矿物钝化剂使用量为460kg·hm^-2、土壤水分为50%、土壤粒径>2mm的情况下,能够获得最佳的铅、镉钝化效果,钝化效率分别为79.85%和87.18%。     

生物炭制备及物性特征用于土壤修复的研究进展

生物炭是由生物质经热解、水热、气化等技术产生的固体物质，是一种绿色修复环境材料，常用于土壤修复、去除重金属及有机物及土壤肥效改良等。从生物炭制备方法及工艺、生物炭的特征及化学微观结构、生物炭对微生物菌群影响等方面进行了综述，分析了生物炭在土壤修复及农业应用的环境效益，为生物炭用于土壤绿色修复提供理论知识。     

含磷材料钝化修复土壤重金属污染的研究进展

全球土壤重金属污染形势严峻,含磷材料被广泛应用于土壤重金属污染治理,其环境适宜性还需要更全面的评估。文章从钝化修复技术简介、含磷钝化修复材料分类、含磷材料钝化机理、总结与展望四个方面详细介绍了含磷材料在土壤重金属污染治理领域中的研究进展。同时指出含磷材料在钝化修复应用中的局限性,发展组合钝化剂是未来研究方向。     

磁性生物炭复合材料修复重金属污染土壤机理及室内试验研究

以唐山滨海地区土壤为研究对象,以生物炭为修复材料,对其进行表面氧化改性,并与中酸性助剂、粘土矿物进行高温合成,得到一种磁性生物炭复合材料。对污染土采用土壤淋洗的方式进行修复,在实验室中根据不同的控制条件,优选出对土壤重金属含量修复率最高的淋洗工艺条件。最终,液土比为8:1、转速160rpm、淋洗搅拌时间15min为最佳工艺条件。本研究制备的新型磁性生物炭复合材料对污染土壤中的重金属有害成份实现了磁性吸附、鳌合,土壤中重金属汞含量平均能降低38%、镉含量平均降低45%、铬含量平均降低10%、铅含量平均降低26%,将重金属转化为矿物类形态,生态环保,具有对土壤重金属离子稳定效果长久、适用范围广、制备简单和成本低等优点,能够达到修复重金属污染土壤的目的。     

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。     

几种炭改良剂对复合污染土壤铜的调控

炭材料是一种具有巨大比表面积和发达的多孔结构的吸附性物质,可广泛应用于重金属污染土壤的修复。本文以活性炭、低磷和0.05MKMn O4改性活性炭和药渣生物炭为供试材料,探讨其对Cu、Cd复合污染土壤中的Cu的钝化效果。结果表明,供试材料均能吸附复合污染土壤中的Cu,其中50g/kg的KMn O4改性活性炭对Cu的吸附效果最佳,且药渣生物炭的吸附效率与原活性炭相差不大,值得作为替代材料推广运用。     

重金属污染土壤化学钝化修复材料研究进展

土壤重金属污染严重威胁着人类的健康和生存环境。一直以来,由于土壤重金属污染的潜伏性、滞后性和复杂性,使之成为环境治理的重大挑战。在诸多土壤重金属污染修复治理技术中,化学钝化修复技术无疑是具有极大研究价值和实际应用价值的修复治理技术手段之一。本文综述了近些年来各类无机、有机、无机-有机复合以及新型化学钝化修复材料的研究进展,为进一步发展重金属土壤污染治理领域化学钝化修复材料的研究提供参考。     

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。     

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。     

土壤镉污染及其修复研究进展

土壤重金属污染日渐严重,镉作为环境中毒性最强的重金属元素之一,土壤镉污染是目前迫切需要解决的问题。本文对现阶段土壤中镉污染来源、危害、修复技术进行了分析,总结了土壤镉污染的多种修复方法,对镉污染的研究和修复治理提出了建议。     

生物炭原位修复重金属污染底泥研究现状与展望

生物炭作为一种具有良好稳定性和很高吸附性能的碳材料,是受重金属污染底泥原位修复掩蔽剂的良好选择。各种农林废弃物进行热解炭化后制备的生物炭或功能化生物炭,均对底泥中重金属表现出良好的固定性能,普遍降低了其生物有效性。底泥细菌群落普遍受到了施加生物炭对底泥物化性质和重金属改变的影响作用;生物炭可使底泥重金属对植物毒性和抑制显著下降,并可以显著降低软体动物组织中重金属摄取量。反应芯垫技术和增重颗粒技术可以有效地解决生物炭质轻、重力不稳定的问题。未来生物炭原位修复重金属污染底泥研究应在继续寻找经济、高效的生物炭或功能化生物炭基础上,重点关注生物炭和功能化生物炭修复底泥时的长期生态安全性、确立标准的生物炭原位修复工程施工方法与技术、探寻与植物修复相结合的复合原位修复技术可行性。     

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。     

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。     

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。