生物炭对养殖水体中复合污染物的去除效果与吸附机理初探
2024-03-09分类号:X714
【部门】上海市水生野生动植物保护研究中心 上海海洋大学海洋生态与环境学院 上海河湖生物链构建与资源化利用工程技术研究中心
【摘要】以养殖池塘周边水生植物作为原料制备生物炭,吸附去除养殖水体中普遍存在的重金属镉(Cd~(2+))、多环芳烃(PAHs)和抗生素恩诺沙星(EFX)复合污染。通过污染物去除率和风险(RQ)的下降评估其吸附效果,同时采用扫描电镜分散光谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)分别对其元素组成、比表面积、表观形貌、物相结构和官能团组成进行表征,并结合吸附动力学和吸附等温线研究对吸附机理进行了初探。结果表明,BC500比表面积较大,且C=C、C=O、-COO和-OH是BC500的主要官能团。BC500对Cd~(2+)、FLU、PHE、FLT、PYR和EFX的平均去除率为54%~90%,生态风险RQ值也从0.85降低到0.33,表明BC500生物炭对实际水产养殖水中复合污染物的去除效果良好。吸附动力学和吸附等温线模型模拟结果表明,BC500生物炭对复合污染物的吸附以化学单分子层吸附为主,重金属Cd~(2+ )和有机污染物(PAHs和EFX)之间存在竞争性吸附,这使得BC500在以重金属污染为主导的复合污染水体中具有更好的表现。此外,BC500生物炭对复合污染物的吸附机理包括含氧官能团络合(Cd~(2+)、PAHs和EFX),π-π相互作用(Cd~(2+)、PAHs和EFX),离子交换(Cd~(2+)和EFX),氢键(PAHs和EFX)以及Cd~(2+)-EFX的络合。
【关键词】生物炭 复合污染 吸附机理 养殖尾水
【基金】中华鲟养殖基地的水质监测与评价项目(D-8006-22-0074);; 长三角核心区池塘养殖污染物源头控制与尾水治理技术攻关及示范项目(21002410500)
【所属期刊栏目】上海海洋大学学报
文献传递