基于沉积物的生物炭赋予透混凝土增强的电子传输能力和加强的生物反应,用于净化水

科学领域:

• 环境工程 环境工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 水质管理水质管理

背景情况:

• 沿海地区是关键的生态系统,受到不稳定和过度酸盐污染的威胁.
• 在河流中控制酸盐的传统方法往往有局限性.
• 生物炭是一种富含碳的材料,显示出环境修复应用的潜力.

研究的目的:

• 调查基于生物炭的透水混凝土在河岸修复中的有效性.
• 评估该新型材料的工程性能和除能力.
• 了解通过生物炭混凝土调解的酸盐减少背后的机制.

主要方法:

• 工程透混凝土采用基于沉积物的生物炭 (C-SB) 在各种热解温度 (500-900°C) 处理.
• 测试工程性能 (例如,f_i值) 并将其与控制混凝土 (C-控制) 进行比较.
• 量化总 (TN) 和酸 (NO₃^--N) 的去除速度.
• 评估了脱酶活性 (NAR) 和其与生物炭的电子接受能力 (EAC) 和电子捐赠能力 (EDC) 的相关性.

主要成果:

• C-SB展示了卓越的工程性能,C-SB500-C-SB900的f_i值为0.86,超过了C-control.
• C-SB300的性能比C-control表现得更差.
• 使用C-SB700实现了0.89 ± 0.040 g N m^{-3 d-1和0.97 ± 0.011 g N m-3 d-1的最大TN和NO去除率.}
• 脱酶活性 (NAR) 与EAC (r=0.976) 和EDC (r=0.898) 强烈相关,与改善的脱物种丰度和NO-N去除 (r=0.934) 相联系.

结论:

• 基于生物炭的透水混凝土是沿海修复的工程可行的解决方案.
• 这种材料有效地稳定了沿海区域,并减轻了河流中酸盐的积累.
• 该研究提供了一种具有成本效益的方法,用于在河流系统中使用新型透水混凝土去除.