铁改性生物炭的制备及水体修复应用综述

铁改性生物炭被认为是一种环境友好型吸附剂,可用于处理多种水体污染,其吸附能力及吸附特性由于不同的制备方法而存在差异.鉴于此,综述了铁改性生物炭常见的制备方法及其对水体污染物（重金属、氮、磷、有机物）的修复应用,并对其主要的吸附机理进行总结.重点阐述了铁改性生物炭的原料选择、物理化学预处理、热解温度以及改性方法等对生物炭性质以及水环境中有机无机污染物吸附效果的影响,以期为铁改性生物炭在水环境修复中的高效应用提供科学依据.最后,对铁改性生物炭未来的研究方向提出了一些建议.     

玉米和小麦秸秆生物炭对土壤重金属污染修复实验研究

为揭示不同秸秆生物炭对土壤中重金属污染修复的效果和机理,文章取矿山附近农田酸性土壤,以质量比5％ 分别施加玉米秸秆生物炭(maize biochar,MBC)和小麦秸秆生物炭(wheat biochar,WBC),并在培养10、25、40、55 d后取样分析土壤物理、化学性质和重金属形态变化,比较2种生物炭对Hg、Cd...     

生物炭制备技术及生物炭在生态环境领域的应用新进展

生物炭具有致密的孔隙结构、巨大的比表面积和丰富的表面官能团等特点,是一种环境友好的吸附材料。近几年,生物炭在生态环境方面的应用优势逐渐凸显。本文在生物炭相关应用文献的计量分析基础上,重点总结了近年(2016年—2020年)生物炭的主要制备技术,及生物炭在污染物去除、土壤改良和温室气体减排等领域应用的新进展。     

生物炭修复技术在铅污染土壤及植物生长中的应用研究

为了探讨生物炭对铅污染土壤的修复效果,以耕作农田土壤为供试土壤,分别向其中加入200mg·L~(-1)与1 000mg·L~(-1)铅溶液进行人为污染,采用1%、5%生物炭修复剂BC400(中药渣生物炭与花生壳生物炭1:1)进行修复处理,分析测定了印度芥菜(Brassica juncea)生长前后土壤pH值、土壤铅含量、种子萌发率以及植物体内铅含量的变化.研究结果发现,人为加铅污染后,土壤pH值下降、NH_4NO_3浸提态铅含量上升、植物株高、茎粗均下降,植物体内重金属含量上升.加入生物炭修复剂后,可有效改善土壤pH值,提高种子萌发率及植株的高度和茎的粗度,显著降低NH_4NO_3浸提态铅含量、植物铅含量,且5%生物炭修复剂的改善效果优于1%.生物炭应用可铅污染土壤,有效降低重金属对植物生胁迫作用,可用于重金属污染土壤的生物修复.     

生物炭和堆肥联合修复重金属和有机物污染土壤的研究进展

生物炭和堆肥可以有效的减少有机废物的容积,适用于土壤修复,被认为是高效的废物管理策略。本文综述了在生物炭和堆肥联合修复重金属污染土壤过程中两者的相互作用。在堆肥过程中,添加生物炭可以改变堆肥过程中的物理化学变化,微生物群落和结构,有机质的腐殖化过程以及恶臭气体的释放。同时,生物炭的添加改变了堆肥过程中营养元素的含量和土壤阳离子交换容量以及有机质含量,进而影响微生物的活性。另一方面,生物炭在堆肥化过程中,其物理化学性质和表面官能团发生了改变。生物炭和堆肥的相互作用增强了污染土壤的修复效果。基于以上内容,文章进一步探讨了该领域未来研究的重点,以期对复合型污染土壤修复方面的工作提供参考。     

生物炭对冬小麦土壤理化性质和产量的影响

为了探究不同水氮条件下生物炭施加量对华北平原冬小麦种植系统土壤理化性质和产量的影响,以山东省济南市长清区某灌溉试验中心站2019—2020年进行的田间试验为基础,在优化水氮和优化80％水氮条件下,设置生物炭施加量分别为0、20、40 t/hm2,测定土壤氮磷含量、容重和含水率以及冬小麦产量.结果表明:在2种水氮条件下,...     

油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料制备及其吸附性能研究

基于油页岩半焦中富含的矿物质和有机质,以KOH为活化剂,联用机械力化学和热解炭化窑街油页岩半焦制备油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料,考察了矿物/生物炭复合材料对水溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果.结果表明,制得的复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺具有优异的吸附性能,最大吸附量分别为177.83和67.48mg^·g^-1,分别是原油页岩半焦的6.1倍和4.3倍.吸附动力学和热力学拟合数据显示,复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附属于化学吸附主导的单层吸附,主要吸附机理涉及官能团吸附、²⁺_Pb-π和Cd²⁺-π相互作用、静电吸附和矿物沉淀.该研究为从环境矿物材料角度探究油页岩半焦全组分综合利用提供了可行途径.     

污泥基生物炭对重金属的吸附作用

为研究市政污泥基生物炭对重金属的吸附性能,进而作为吸附材料应用于污染修复中,在900℃下无氧热解制备生物炭,利用静态平衡法测定生物炭对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的吸附效果。结果表明:污泥基生物炭具有良好的吸附性能,吸附容量比市售活性炭高一个数量级,对Pb、Zn、Cu、Cd的最大吸附量实测值分别为(104.15±1.60)mg/g、(36.05±0.87)mg/g、(41.30±1.38)mg/g和(37.17±2.59)mg/g。污泥基生物炭具有很强的pH缓冲能力,平衡后溶液pH值大幅提高约2~3,溶液可由酸性变为近中性甚至碱性。平衡过程中,污泥基生物炭可释放大量的Ca2+离子,释放量与重金属离子初始质量浓度正相关,在0.2%污泥基生物炭投加、重金属质量浓度250mg/L以内时,Ca2+离子质量浓度为32.07~72.86mg/L。污泥基生物炭具有很强的重金属吸附能力,主要吸附机理为表面沉淀和离子交换。     

生物炭施用对污染红壤中重金属化学形态的影响

采用BCR分级提取的方法研究了2种不同生物炭施用对污染红壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb化学提取形态的影响.结果表明,生物炭施用提高了土壤pH值和有机质含量.实验土壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb均主要以残渣态存在(分别为86.11%、63.30%、66.24%、50%),施用鸡粪生物炭(P)后Cu、Cd和Pb的可还原态比例降低,Zn可还原态与Cu、Zn、Cd、Pb的酸可提取态和可氧化态的比例都有所增加.施用木屑生物炭(W)后Zn、Cd和Pb的可还原态比例降低,Cu、Zn、Cd和Pb的酸可提取态,Cu可还原态及Cu、Zn可氧化态的比例增加.总体来看,施用木屑生物炭(W)和鸡粪生物炭(P)后,Cu和Zn的残渣态所占比例分别降低了9.3%、27%,3.7%和16%,而Cd和Pb的残渣态比例分别增加了3.6%、3.0%,4.5%和3.7%,表明施用2种生物炭可以增加Cu和Zn的生物有效性,且施用P生物炭后增加的比例大于施用W生物炭;降低Cd和Pb的生物有效性,但施用2种生物炭后降低的比例相差不大.     

生物炭对土壤修复的研究进展

我国农业已逐步由粗放型经营转变为集约型经营,绿色低碳模式逐渐成为农业发展的新方向。生物炭是一种新型生物材料,主要以农业废弃物为原材料经高温加工而成,富含碳元素及其他植物所需的微量元素,孔隙结构发达,表面积巨大,对土壤具有修复作用。生物炭的优良性质使其近年来在农业生产和生态环境保护方面得到了广泛应用和关注。重点综述了生物炭对土壤性质（pH和田间持水量）、土壤养分、土壤酶活性以及土壤微生物群落的影响,对国内外研究动态和研究热点进行了简要归纳,通过思考和分析,对生物炭未来的研究方向提出合理建议,以期为今后生物炭的深入研究提供依据。     

重金属污染对土壤动物的影响

讨论了土壤重金属污染的内涵,从酶活性和分子结构两方面来说明重金属对土壤动物危害的机理。重金属对土壤动物机体酶活性产生诱导和抑制作用,重金属会破坏组织细胞的微结构,使土壤动物的群落结构呈现简单化和不稳定化,土壤动物对重金属的防御,主要包括土壤动物的特殊解毒策略和回避策略,可通过释放土壤动物来修复被重金属污染的土壤。     

我国油田土壤重金属污染与修复的研究现状

简要阐述了当前我国油田土壤重金属污染的现状及特征,并分析了其来源和危害;综述了土壤重金属污染修复的相关技术方法,并着重介绍了生物修复及其发展前景;同时对油田防治重金属污染提出了两点建议,指出土壤重金属污染的防治要以预防为主,以期实现油田的生态文明。     

城市表层土壤重金属污染程度分析

首先利用MATLAB软件绘制出某城市城区8种重金属浓度的等高线图,得出各种重金属元素在该城区的空间分布,初步得出5个区各重金属污染的程度。然后,进一步利用尼梅罗综合污染指数法对各类区的污染程度进行量化,得出各类区各种重金属的污染等级。利用污染综合评价表,分析该城市表层土壤的重金属污染主要原因。     

热解温度对秸秆生物炭钝化重金属污染土壤影响分析

为了探究热解温度对以黄豆秸秆制备生物炭对土壤重金属Pb及Cd的吸附及钝化性能,以黄豆秸秆为原材料,在300,500和700℃热解温度下制备生物炭,并探究其对土壤重金属铅锌的钝化作用。实验结果表明随热解温度升高,生物炭中碳含量呈现上升趋势,且pH由8.95升高至10.23,灰分的含量却由34.5%下降至28.6%。热解温度能对生物炭吸附重金属Pb及Cd产生影响,并且热解温度升高,重金属吸附量呈现上升趋势,并且当热解温度为700℃时,生物炭对Pb及Cd的吸附量分别为1.2和26.8 mg/g。进一步探究表明热解温度能够提高生物炭对Pb及Cd的钝化性能,机制研究表明生物炭能够提高土壤中pH,并且热解温度升高提高了残渣态Pb及Cd的含量而降低酸可提取态Pb及Cd的含量。     

四川省越西县农产品产地土壤重金属污染评价

检测分析了越西县农产品产地土样18个,土壤质量按照国家有关标准进行综合评价,结果表明:土壤重金属单因子污染指数最小的是Pb,其次为As、Hg、Cu和Cr,最大的为Cd,污染指数达到1.675,有15个土样存在Cd污染;Cd、Hg、As、Pb、Cr和Cu的土壤综合污染指数分别为1.675、0.423、0.413、0.226、0.760和0.604,说明该基地土壤Cd存在轻度污染,Cr存在潜在危害。     

城市表层土壤重金属污染扩散模型

首先利用MATLAB软件绘制出该区8种重金属浓度的等高线图,得出土壤中重金属的空间分布。然后采用尼梅罗综合污染指数法评价土壤重金属各要素的污染程度,得出5个类区8种重金属的污染等级。分析重金属污染物的传播特征,建立微分方程扩散模型,最后确定污染源的位置。     

城市表层土壤重金属污染状况分析

研究了某城市表层土壤重金属污染问题。首先利用采样点数据和曲面插值方法得到8种重金属元素的城市土壤分布图。接着利用单因子指数法对各城区土壤中每一种重金属元素的污染程度进行评价,再利用内梅罗综合指数法得到各采样点及各城市功能区的综合污染状况。之后,对城市的污染源进行了分析,提出了确定污染源位置的原理和方法。     

鄂尔多斯地区公路两侧土壤重金属污染特征

对内蒙古鄂尔多斯地区4个公路段土壤中的重金属元素(Pb、Cd、Cr、Cu、Hg、Zn、Ni)和类金属(As、Se)污染特征进行研究。结果表明:4个公路段都存在不同程度的土壤重金属污染,相对污染程度最低的东胜段公路而言,树林召段公路土壤中铬(Cr)存在显著性污染,棋盘井段公路土壤中汞(Hg)存在显著性污染,薛家湾段公路土壤中铬(Cr)和类金属砷(As)存在显著性污染。通过分析发现,虽然机动车辆的尾气排放能够造成公路土壤中的重金属污染,但是此次调查的4个公路段土壤中的重金属污染来源主要是机动车辆运载煤时的煤尘飘落以及当地的工业排废。所以应该以加强对运煤车辆管理和工业污染源的控制为着力点,治理和降低公路绿化及公路旁耕地中重金属污染。     

某城市表层土壤重金属污染的特征分布及评价

城市表层土壤环境的重金属污染问题是随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加而呈现的环境问题.分析了现代某城市表层土壤中的As、Cd等八种重金属在生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地不同的区域的含量水平进行了分析,得出了不同区域重金属的污染程度,从而揭示了城市近表层土壤中重金属含量的空间分布特征.     

城市表层土壤重金属污染分析

随着城市经济的发展和人口的日益增多,自然环境下的金属含量超标造成了污染。通过对某城市的土壤重金属污染情况进行分析,解决了该城区内不同区域的污染程度的测评,并对主要污染区的重金属指标进行了计算,找到了污染源位置,最后提出合理化建议。