2016年12月,我國公布“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃,要求截至2020年,基本淘汰硫丹。21世紀以來,人工濕地系統(tǒng)廣泛推廣,但由于濕地植物無法及時收割帶來的二次污染,造成出水不達標。本文以蘆葦、美人蕉、菖蒲、茭白、再力花、蘆竹等6種常見的濕地挺水植物為原料,通過慢速熱解制備生物炭,通過探究其吸附特性、促水解作用、灰分和溶解性有機質(zhì)作用等探究去除硫丹機理。主要研究結(jié)論如下:(1)生物炭所含灰分高于一般農(nóng)產(chǎn)品廢棄物,為10.88～31.11%。炭表面芳香類官能團豐富,孔隙部分呈碎片化,以介孔為主。(2)當(dāng)pH值為5.60時,生物炭對硫丹的吸附分配系數(shù)(logKd)為1.47～11.91 mL/g,美人蕉生物炭、菖蒲生物炭及蘆葦生物炭對硫丹的logKd較高。非線性系數(shù)n為0.63～0.93,對β-硫丹的n值略小,說明β-硫丹更易與炭表面發(fā)生吸附;隨著硫丹的平衡濃度增加,其分配系數(shù)logK_oc減小,說明以有機質(zhì)表面吸附為主。吸附常數(shù)logKd與孔徑具有較明顯的正相關(guān)性(P0,0.7839和P0,0.8003),但與比表面積相關(guān)性較弱(P0,0.1644和P0,0.0368),說明吸附過程并不受孔分配及擴散作用主導(dǎo)。此外,還涉及疏水、靜電和分配作用。綜合考慮吸附強度和使用壽命等因素,美人蕉生物炭、菖蒲生物炭及蘆葦生物炭是去除硫丹的理想吸附劑。(3)中性條件下,因生物炭對硫丹促水解,去除率提高約16.57～72.57%。去灰后,生物炭對β-硫丹和α-硫丹的吸附能力降低(logKF為6.74～11.11 mg/kg)。但各生物炭比表面積增大(20.55～58.13 m~2/g),(O+N/C)值變小,炭表面疏水性增強;且炭表面暴露出更多的有機質(zhì),會增強疏水作用。加入上清液后,各生物炭對硫丹的吸附變化顯著。(4)蘆竹生物炭含有較多高分子量芳香性腐殖質(zhì),其熒光峰值朝第Ⅴ區(qū)偏移明顯。綜合考慮其P(Ⅲ,n)和P(Ⅴ,n)區(qū)占比、r(A,C)及生物炭所含溶解性有機碳組分,美人蕉生物炭、菖蒲生物炭及蘆葦生物炭的DOM在吸附硫丹的過程中疏水作用更明顯。
【學(xué)位單位】：中國環(huán)境科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X703;X173
【部分圖文】：

圖 1-1 1994-2004 年我國硫丹的使用概況Fig.1-1 Application of endosulfan in China for 1994-2004物炭吸附劑的研究進展

技術(shù)路線圖

圖 2-1 野外采集的挺水植物Fig. 2-1 The emergant plants collected in the field蘆竹 美人蕉 再力花

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本文編號：2809701