通过聚烯微塑料和生物炭在水和土壤中增强吸附动力学

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 土壤科学 土壤科学
• 环境化学环境化学

背景情况:

• 微塑料 (MP) 是新兴的土壤污染物,可以与 (Cd) 等有毒金属共同污染.
• 这种综合性污染对生态系统和人类健康构成重大风险,原因是有毒效应的协同作用.
• 了解MP,土壤修正物如生物炭 (BC) 和重金属之间的相互作用对于风险评估和缓解至关重要.

研究的目的:

• 在各种颗粒大小下,研究聚乙烯微塑料 (PS) 和生物炭 (BC) 对Cd的水力动态吸附.
• 通过化实验,评估PS和BC污染对土壤环境的协同效应.
• 阐明BC在减轻土壤中MP和重金属污染的作用.

主要方法:

• 在Cd.的存在下,用不同颗粒大小 (10,20,30μm) 的PS和BC进行了水力动力吸附实验.
• 在混合污染条件下,进行了不同度和颗粒大小的PS和BC的土壤化实验.
• 使用伪二阶和伪一阶模型分析了吸附动力学,使用弗洛伊德利希模型分析了吸附同热量.
• 在土壤样本中评估了Cd物种化 (可交换和残留) 的变化.

主要成果:

• 通过PS和BC对Cd的吸附动态最好用伪二阶动力学模型来描述,以400分钟的和度.
• 弗洛伊德利希等温模型 (R2 > 0.98) 表明在存在PS和BC时,Cd的多层物理吸附.
• 较小的PS颗粒 (10微米,20微米) 与BC的共存增强了Cd吸附,而30微米的PS颗粒则抑制了它.
• 土壤化表明,PS颗粒大小显著增加可交换Cd (高达145.69%) 和减少剩余Cd (18.59%).

结论:

• 生物炭在减轻混合微塑料和重金属污染方面发挥着重要作用,颗粒大小是关键因素.
• 更小的微塑料颗粒加剧了土壤中的流动性,凸显了颗粒大小在污染动态中的重要性.
• 这项研究为管理复杂的土壤污染情景的生物炭减缓机制提供了理论见解.