溶磷微生物改性生物炭吸附重金属的机理研究

作者：陈颢明; 胡亦舒; 李真^*

来源：中国环境科学, 2021, 41(02): 684-692.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2021.0079

• 生物炭
• 解磷菌
• 结构方程模型
• 微生物改性时间
• 重金属胁迫

利用磷溶菌(PSB)对稻壳(RB)和污泥(SB)生物炭进行不同时间的改性,研究了其对水体中Pb2+和Cd2+(1000mg/L)的修复机制.主要通过测定改性生物炭的理化特性和重金属含量,并利用结构方程模型研究了微生物改性生物炭对重金属的吸附机理.结果表明,PSB显著改善生物炭的孔径结构、比表面积BET(增加了12.5%～175.0%)和表面官能团.特别是还增加了生物炭中C和P元素的释放,促进了生物炭表面的生物矿化机制.PSB改性显著提高了生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附作用(RB提高:Pb2+=9.5%～34.5%,Cd2+=34.7%～219.9%,SB提高:Pb2+=65.3%～101.3%,Cd2+=106.6%～248.6%).通过Pb和Cd的修复差异,发现不同重金属对微生物的胁迫是导致改性生物炭对重金属的修复反应路径相反的原因.此外,结构方程模型证实6～12h的PSB改性效果最好,且BET不是主要影响因素.不同的生物质炭改性后的修复机制也存在明显差异,孔径结构(Rmax2=0.99)是改性RB的主要吸附途径,化学沉淀(Rmax2=0.99)是改性SB的主要吸附途径.

• 单位
  南京理工大学; 南京农业大学