摘要：

随着工业化的发展,我国水体,土壤的重金属污染日益加剧,对水土环境中重金属污染的治理与处置已经刻不容缓.生物炭疏松多孔,比表面积大,具有高度的芳香性,抗分解性和热稳定性,能够吸附环境中的重金属污染物质,还能促进植物对营养元素的吸收,国际社会对生物炭的研究正日益增多.发酵床废弃垫料作为"零排放"养猪模式的最终剩余物,其是否能够被有效利用,决定了发酵床养猪模式是否能够被真正推广使用.因此,本文以发酵床废弃垫料和被研究较多的秸秆为原料,采用限氧热解法在不同温度(300,400,500℃)下制备垫料生物炭(D300,D400,D500)和秸秆生物炭(S300,S400,S500),通过X-ray能谱仪,扫描电子显微镜,傅里叶变换红外光谱仪等手段表征其物理化学性质,研究不同吸附时间,不同Cd2+浓度和不同初始pH条件下垫料生物炭对水体中Cd2+的吸附性能,用盆栽,淋滤等方法研究垫料生物炭对土壤中Cd2+的钝化效果,并与秸秆生物炭进行比较.结果表明:(1)垫料生物炭对Cd2+的吸附在30h内可达到表观平衡,较晚于秸秆生物炭所需时间.三种垫料生物炭的吸附能力为:D400D300D500,其中D400对Cd2+的饱和吸附量为21.52mg/g.D300和D400的吸附过程较符合准二级动力学模型,D500的吸附过程更符合颗粒内扩散模型,较D300和D400的吸附速率慢.pH在4.5～7.5范围内,垫料与秸秆生物炭对Cd2+的吸附效果较好.垫料生物炭对Cd2+的吸附能力与秸秆生物炭相比略差一些,但相差并不显著.(2)添加生物炭后,Cd2+污染土壤的pH值显著升高,其中加入S500后pH的升高幅度比加入D500后的更大.生物炭对Cd2+有很好的固定效果,能够大大降低Cd2+的生物有效性.D500与S500相比,D500有更好的固定效果,且添加生物炭对小青菜的产量的提高作用明显.向污染土壤中施加5%的D500和S500后,有效降低了小青菜中富集的Cd2+,但尚未使得小青菜中富集的Cd2+浓度达到国家标准中规定的可食用的程度.D500生物炭对减少小青菜中富集重金属Cd2+的效果更佳.(3)垫料生物炭对水体,土壤中重金属Cd2+的修复效果并不逊于秸秆生物炭,用发酵床废弃垫料制备生物炭修复水体,土壤中的重金属污染或提高土壤肥力均具有一定的可行性.

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