硫脲改性猪粪生物质炭对模拟农田径流中镉和草甘膦吸附特征

作者：宋佳颖; 刘君; 宗海英; 宋宁宁; 苏宝坤; 王芳丽^*

来源：环境科学研究, 2021, 34(02): 356-364.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2020.07.01

• 硫脲改性猪粪生物质炭
• 镉(Cd)
• 草甘膦
• 农业面源污染
• 吸附
• 复合污染

为同时去除农田地表径流中的重金属和农药,利用猪粪制备未改性猪粪生物质炭(简称"未改性生物质炭")和硫脲改性猪粪生物质炭(简称"改性生物质炭"),分析比较硫脲改性对生物质炭的pH、元素组成、表面含氧官能团和巯基含量等理化性质的影响,并系统地研究了单一和复合污染体系中初始浓度对两种生物质炭吸附水溶液中镉(Cd)和草甘膦效率的影响.结果表明:①与未改性生物质炭相比,改性生物质炭的pH、O/C(原子比)和H/C(原子比)降低,比表面积增大,含氧官能团和巯基含量增加.②与未改性生物质炭相比,改性生物质炭对Cd和草甘膦的吸附能力增强,最大表观吸附量(Qmax)增加了近3倍;随着Cd和草甘膦初始浓度的增加,未改性和改性生物质炭对Cd和草甘膦的吸附量逐渐增加,增加量最高分别达18. 52%和7. 60%.③单一污染体系中两种生物质炭对Cd或草甘膦的吸附更符合Langmuir等温吸附模型,说明其对Cd或草甘膦的吸附机理是单分子层的吸附起主导作用.④复合污染体系中,未改性和改性生物质炭对Cd的吸附能力分别增加了25. 28%和21. 26%,未改性生物质炭对Cd的最大表观吸附量增加了29. 34%,但改性生物质炭对Cd的最大表观吸附量降低了47. 28%;未改性和改性生物质炭对草甘膦的吸附能力减弱,但最大表观吸附量分别增加了2. 63和3. 45倍.研究显示,硫脲改性猪粪生物质炭作为一项有前景的新技术,为解决实际环境中的复合污染问题提供了经济环保的技术手段.

• 单位
  青岛农业大学