不同原料生物质炭对Cd2+的吸附研究(2)
土壤重金属污染修复是指利用物理，化学或生物方法使重金属离子发生转移，吸收，降解等反应或者阻止重金属在土壤中的转化，从而达到让土壤中重金属的浓度达到安全水平或有毒有害的重金属污染物成为无害物质的修复目的。 修理的主要方法是将污染土壤中的土壤从总重金属中除去。目前为止，治理重金属镉（Cd）污染主要有以下两种方法，一是化学方法；二是生物法。化学方法主要依据化学沉淀、溶剂萃取、吸附、氧化、、离子交换、电解等原理进行对重金属污染进行修复。生物法普遍利用动植物或微生物的特性来达到修复重金属污染的目的：一是通过动物的生活习性或特性来进行修复重金属所造成的污染；二是通过利用植物对环境的耐受性或与通过其共存的微生物系统来达到控制重金属污染程度；三是利用土壤环境中的细菌，真菌和藻类等微生物对金属离子的吸附，沉淀，氧化-还原等作用使土壤中重金属的浓度减少。但是以上方法都有一定的局限性，如操作复杂、成本昂贵、条件苛刻、效率过低等[6]。相比较传统方法而言，应用天然粘土矿物、生物材料、合成纳米材料、活性炭生物质炭等新型吸附材料处理重金属污染更有优势[7]。在众多的吸附材料中，从制作成本，吸附效果，研究前景等方面考虑，生物质炭被认为是一种相对较好的吸附材料。
生物质炭（Biochar）是在厌氧条件下由秸秆类、生活垃圾类、禽畜粪便类等生物质废弃物高温裂解得到含碳固体物质[8]。生物质炭具有以下优良特性：呈碱性（pH较高），结构疏松、孔隙发达，具有巨大的比表面积、丰富的含氧官能团和有机物质，含有大量的灰分以及矿质养分，有较高的阳离子交换量，在吸持水分、保持养分以及吸附固定重金属方面具有巨大的优势[9]。我国作为粮食大国，每年水稻、玉米、小麦的产量在5-7亿t左右，随之产生的大量农作物秸秆以及生物质废弃物可为制备生物质炭提供合适的来源[10]。本次实验选取了含灰分较高的水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆和灰分很高的猪粪炭作为实验原料。水稻、小麦等秸秆类废弃物制备的生物质炭比表面积大，灰分中含有较多的磷酸盐、碳酸盐等矿物组分。对于禽畜类粪便裂解生成的生物质炭，其比表面积较小，但其灰分含量同样很高，含有丰富的磷酸盐和碳酸盐[11]。由此可知，生物质炭中含有矿物盐组分，有研究表明，生物质炭可以强烈吸附Hg、As、Cd、Cr、Pb等重金属，其中对Cd的吸附效果最好。
本次试验为了研究水溶性盐在吸附过程中发挥的作用，选取了含灰分较高的水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆和灰分很高的猪粪炭作为原料，分析不同种作物原料在相同温度下制备的生物质炭的结构特征和组成，并用生物质炭进行吸附，比较吸附效果。
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