【摘 要】
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磷基生物炭对铅(Pb)具有很好的钝化效果,但是前人的研究忽略了磷基生物炭的磷释放风险,基于此,本研究以芦苇秸秆为原料制备了生物炭(BC),同时制备磷酸二氢钾(KH2PO4,BCK)、羟基磷灰石改性生物炭(Ca10(PO4)6(OH)2,BCCa),探讨不同磷基改性对生物炭固定土壤重金属的影响及磷基改性生物炭在环境中的磷释放风险。对BC、BCK、BCCa进行SEM、FITR表征及磷分级;然后通过溶液
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磷基生物炭对铅(Pb)具有很好的钝化效果,但是前人的研究忽略了磷基生物炭的磷释放风险,基于此,本研究以芦苇秸秆为原料制备了生物炭(BC),同时制备磷酸二氢钾(KH2PO4,BCK)、羟基磷灰石改性生物炭(Ca10(PO4)6(OH)2,BCCa),探讨不同磷基改性对生物炭固定土壤重金属的影响及磷基改性生物炭在环境中的磷释放风险。对BC、BCK、BCCa进行SEM、FITR表征及磷分级;然后通过溶液体系实验和土壤培养实验,对BC、BCK、BCCa的磷释放特征、Pb吸附性能及对Pb污染土壤的钝化效果进行了研究。现得到以下结论:(1)BC、BCK、BCCa具有较强的碱性,BC、BCK、BCCa的磷含量分别为278.50、2897.25、2799.75 mg.kg-1。BCK内的水溶态磷含量最高(620.55mg·kg-1),分别是 BC、BCCa 的 10.40、10.05 倍,BCCa 内的难溶态磷占比为75.92%。(2)二阶动力学模型能更好的拟合BC、BCK、BCCa的磷释放动力学数据,三种生物炭的磷释放能力大小为:BCK+>Mg2+>Ca2+。(3)BC、BCK、BCCa对Pb2+的等温吸附趋势与Langmuir模型吻合,BCK、BCCa的最大吸附量分别比BC(46.512 mg·g-1)高13.012和11.968 mg·g-1。动力学结果发现不仅化学过程在影响BC、BCK、BCCa对Pb2+的吸附,同时颗粒内扩散也发挥着一定程度的作用。BC、BCK、BCCa对Pb2+的吸附量随固液比的变化而变化,固液比从1:100到1:1000时,BCK、BCCa的吸附量一直升高;BC的吸附量在1:800时达到最大。当pH从1增加至5时,BC、BCK、BCCa对 Pb2+的吸附量分别从 44.941、46.308、41.829 mg·g-1 增加至 58.120、60.357、55.850 mg·g-1。(4)与CK(未加生物炭处理组)相比,BC、BCK、BCCa的添加不仅能使土壤pH值、有效态P增加,还能使有效态Pb降低;BC、BCK、BCCa的施加在降低Pb的离子交换态(EXC)含量的同时,还能促进土壤中的Pb向残渣态(RES)转变。60 d时,添加BC、BCK、BCCa的处理组将有效态Pb的含量从23.832 mg·kg-1分别降低至 6.943～13.044、4.225～11.670、3.761～10.916 mg·kg-1,而 Pb 的 RES 含量分别降低了 6.302～16.132、8.073～35.045、8.110～44.151 mg·kg-1。表明了 BCCa对土壤Pb的钝化效果优于BCK、BC。图[40]表[12]参[165]
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