氧含量和Fe(Ⅲ)对生物炭降解对硝基苯酚的影响机制

作者：苟全; 李靖; 陈芳媛; 李杉; 赵泽颖; 段文焱^*

来源：环境化学, 2023, 1-10.

• 对硝基苯酚
• 氧化还原降解
• 木屑生物炭
• 酸性废水

生物炭因其丰富的比表面积和独特的理化性质在污染物治理方面具有广泛的应用潜力，但其降解污染物的过程受环境因素影响的机制尚不清楚.本文以松木木屑为原料制备松木生物炭(BC500)，探讨了氧气和Fe(Ⅲ)离子对BC500降解有毒有机农药对硝基苯酚(PNP)的影响.结果表明，在酸性有氧条件下，BC500对PNP的降解量是无氧条件的1.35倍，这表明除了自身直接降解作用外，生物炭还能通过氧气介导生成活性氧自由基间接降解PNP.此外，通过XPS、AAS和FTIR等手段表征显示，在有氧条件下，不同浓度的Fe(Ⅲ)离子(2.8—280 mg·L-1)对BC500降解PNP均起抑制作用.这是由于Fe(Ⅲ)离子在环境pH较低时具有较强的氧化能力，通过竞争BC500传递给氧气的电子导致超氧阴离子(·O2-)生成途径被屏蔽.而在无氧条件下加入Fe(Ⅲ)则促进了PNP降解，从0.68 mg·g-1 BC增加到1.79 mg·g-1BC，因为Fe(Ⅲ)能增强BC500对PNP的吸附，并进一步促进其直接降解作用.结果表明，BC500施用于酸性含铁废水中时，无氧环境更利于PNP的降解，而有氧环境下Fe(Ⅲ)会抑制PNP的降解.本研究为生物炭应用于酸性含铁废水环境中的有机污染物治理提供了理论依据.

• 单位
  昆明理工大学; 环境科学与工程学院