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摘要
为探究生物炭钝化砷长期效果，运用实验室模拟老化和稳定同位素技术，对饱和吸附砷(As)的13C标记生物炭分别进行60 d冻融老化和自然老化实验，通过老化前后生物炭材料、碳总量、碳形态、TCLP提取态As (TCLP-As)、As形态变化，评估生物炭材料老化对钝化砷稳定性的影响。结果表明，老化作用未明显改变As的价态(As3+,As5+)，但降低了生物炭对As的钝化效果，TCLP-As由老化前的46%分别增加至60%(冻融老化)和63.6%(自然老化)。这主要归因于老化作用促进生物炭中部分不稳定碳转化为溶解性有机碳(DOC)，而DOC具有较强迁移性，其丰富的含氧官能团可以与As络合，形成DOC-As团聚体而发生共迁移；此外，老化后生物炭Zeta负电位、PO43-数量的增加，灰分质量分数、pH的降低，导致生物炭与As间静电斥力增强，离子交换、沉淀作用减弱，促进了As的解吸释放，故生物炭对As的钝化效果降低。对比2种老化，自然老化后，生物炭与As之间静电斥力、As与PO43-竞争生物炭表面吸附点位更强，沉淀作用减弱更为明显；而冻融老化后生物炭比表面积相对较大，可提供更多吸附点位，故自然老化后生物炭钝化As稳定性低于冻融老化。本研究结果可为生物炭钝化砷的应用提供参考。
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单位环境科学与工程学院; 苏州科技大学
