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生物炭与表面活性剂联合强化淋洗去除污染土壤中PAHs的效果及其机制

作  者:
于金龙;孙梨宗;薛晨阳;贾春云;台培东;李英华
单  位:
东北大学资源与土木工程学院;中国科学院污染生态与环境工程重点实验室中国科学院沈阳应用生态研究所
关键词:
生物炭;表面活性剂;PAHs;界面迁移;
摘  要:
采用生物炭吸附与表面活性剂淋洗联合修复PAHs污染场地土壤,通过外源添加700℃制备的稻壳生物炭,研究了添加生物炭对非离子型表面活性剂TX-100淋洗PAHs效果的影响;通过老化后的含芘高岭土模拟污染土壤,研究了生物炭吸附与TX-100淋洗联合修复的驱动机制。强化淋洗修复结果显示:TX-100浓度为10 g·L-1,淋洗时间为16 h,固液比为1∶10,转速为150 r·min-1,对本研究选取的PAHs浓度为94.97 mg·kg-1的污染土壤的淋洗效果最好,解吸率达66.2%;添加1%土壤质量的稻壳生物炭,稳定14 d后,TX-100对PAHs解吸率从对照的66.2%提高到了80.6%(P<0.05),其中四环PAHs的解吸量占比最高(42.1%)。高岭土模拟结果显示:添加1%土壤质量的生物炭14 d后,高岭土中芘含量从50 mg·kg-1降低至27.77 mg·kg-1,同时TX-100可以有效洗脱生物炭上吸附的芘,解吸率达80.2%。扫描电镜和光谱学分析显示:生物炭可以吸附TX-100,而被吸附的TX-100又会占据部分生物炭孔道,后者在1600 cm-1处的C=O和C=C吸收振动峰和1103~1025cm-1处的C-O-C吸收振动峰明显减弱,进一步导致PAHs从固相向液相的迁移。因此,在表面活性剂淋洗修复前,添加生物炭可以显著提高土壤PAHs的解吸率。

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