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文檔簡介
1、近幾十年國內(nèi)外對底泥污染治理技術(shù)的研究日益重視,底泥疏浚這類異位處理技術(shù)由于耗資大、易造成二次污染而不適宜用于經(jīng)濟(jì)條件欠發(fā)達(dá)的地區(qū),而原位處理技術(shù)由于耗資較少、易于操作逐漸成為研究的熱點(diǎn)。其中原位覆蓋技術(shù)經(jīng)過幾十年的模擬研究,國內(nèi)外已經(jīng)有許多成功應(yīng)用的工程案例,在目前國內(nèi)底泥污染嚴(yán)重的背景下,原位覆蓋技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景。
生物炭(Biochar)是由農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)材料在限氧或無氧條件下熱解形成的一種固態(tài)的、含碳量豐富、多
2、孔狀的材料,隨著生物炭固碳能力及改良土壤能力的廣泛研究,生物炭在國際上受到了越來越多的重視。由于生物炭穩(wěn)定性強(qiáng)、比表面積巨大、吸附能力強(qiáng)等特性,具有作為底泥原位覆蓋材料的潛力,因此本研究主要針對生物炭對底泥污染物釋放的抑制效果,初步探討其抑制機(jī)理,為生物炭實(shí)際應(yīng)用與底泥污染治理提供理論支撐和數(shù)據(jù)支持。
在南四湖采集蘆竹、蘆葦及花生殼和玉米芯,在限氧條件下燒制成不同種類、不同溫度梯度的生物炭,經(jīng)過適當(dāng)預(yù)處理后,對其理化性質(zhì)進(jìn)行了
3、表征,結(jié)果如下:熱解溫度為500℃時,生物炭C元素含量即達(dá)到80%,熱解溫度300-600℃范圍內(nèi),C含量隨溫度的升高而升高,O、H含量相應(yīng)減少;FTIR圖譜表明隨著熱解溫度升高,非極性基團(tuán)數(shù)量減少,電負(fù)性程度降低;花生殼生物炭溶解性氨氮釋放量較其他3種生物炭的釋放量大,為36.79 mg·kg-1,玉米芯生物炭的可溶性正磷酸鹽釋放量最大,為70.64 mg·kg-1。
生物炭的對污染物的吸附能力與其能否作為底泥原位覆蓋材料直
4、接相關(guān),為探討生物炭的對水中氨氮和亞甲基藍(lán)的吸附能力,設(shè)計了一系列吸附試驗(yàn),等溫吸附試驗(yàn)結(jié)果如下:蘆竹、蘆葦生物炭對氨氮有一定的吸附效果,經(jīng)過酸洗去除灰分的蘆葦生物炭的理論最大吸附量最大,為1902.59 mg·kg-1;隨制備溫度的升高,蘆葦生物炭對氨氮的吸附能力相應(yīng)減弱;Langmuir模型和Freundlich模型均能很好的擬合吸附結(jié)果。生物炭對水中亞甲基藍(lán)吸附能力強(qiáng)于對氨氮的吸附能力。蘆竹生物炭的最大吸附量較其余5種生物炭的吸附
5、量高,為6877.57 mg·kg-1;蘆葦生物炭亞甲基藍(lán)最大吸附量隨熱解溫度升高而升高,從4070.00 mg·kg-1升至5030.18 mg·kg-1;蘆葦生物炭亞甲基藍(lán)吸附能力排序?yàn)椋篊R500>CR600>CR400>CR300。
在模擬反應(yīng)器中將蘆竹、蘆葦、花生殼和玉米芯4種生物炭原位覆蓋在污染底泥上,研究了對底泥污染物釋放的抑制作用,結(jié)果如下:未覆蓋生物炭的對照組上覆水氨氮濃度在第25d達(dá)到最大值4.27 mg·
6、L-1,之后穩(wěn)定在4.02 mg·L-1左右,而4種生物炭處理組在第25d以后,氨氮濃度穩(wěn)定在0.3 mg·L-1以下,其中蘆葦處理組抑制效果最明顯,氨氮累積釋放量減少了85.61%,4種生物炭對氨氮釋放的抑制效果無顯著性差異,均可以有效減少底泥氨氮的釋放總量并降低釋放速率;4種生物炭處理組上覆水亞硝態(tài)氮濃度在第9~22 d呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢,之后穩(wěn)定在0.024 mg·L-1至0.040 mg·L-1之間;加入生物炭后,上覆水硝態(tài)
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