通过优化含有Fe的生物炭来增强的吸附,并根据不同的水资源管理策略在土中初步应用
Yijie Xu1, Manjie Huang1, Hongyan Wang2,3
1School of Hydrology and Water Resources, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, 210044, China.
Environmental science and pollution research international
|August 31, 2023
概括
这项研究开发了一种新的铁改性大米生物炭 (FRB),用于从水和大米中去除. FRB显示出优异的吸附能力,并将有毒物种转化为不那么有害的形式,显示出土壤修复的潜力.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 土壤科学 土壤科学
背景情况:
- 饮用水和大米中的 (As) 污染对人类健康构成重大风险,原因是它在自然界普遍存在,毒性很高.
- 现有的修复方法往往面临效率和适用性的局限性.
- 米生物炭是一种可持续的材料,但其固有的吸附能力需要提高.
研究的目的:
- 开发一种优化的方法来增强吸附能力,使用一种新的氧化改性大米皮生物炭 (FRB).
- 调查吸附机制和物种在改性生物炭上的转化.
- 评估FRB在不同湿度条件下的污染土壤修复方面的潜力.
主要方法:
- 皮生物炭与Fe ((oxy) 氧化物联合进行热解前后的修饰,以产生FRB.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM),X射线衍射 (XRD) 和X射线光发射谱学 (XPS) 进行FRB的表征.
- 评估 (III) 和 (V) 的吸附能力,吸附机制 (FTIR,XPS),物种转化和初步土壤应用试验.
主要成果:
- 在生物炭上成功加载了maghemite和goethite,产生了具有显著增强As(III) 和As(V) 吸附能力的FRB (分别为7908和11,268 mg/kg).
- 吸附机制涉及电子吸引和与基组的配体交换;超过一半的As(III) 通过氧化还原活性组被转化为更少的有毒As(V).
- 在被洪水污染的土壤中,FRB显示出有效的修复潜力,但在干燥的条件下促进了As的释放.
结论:
- 将生物炭与金属氧化物的热解前后修饰相结合是显著增加吸附能力的有效策略.
- 开发的FRB显示了在水生环境和特定土壤条件下修复的潜力.
- 对战略水资源管理和应用条件进行进一步的研究是有必要的,以便在被污染的环境中优化FRB的使用.
