生物质炭对BDE-47在土壤中吸附和解吸行为的影响

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多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers, PBDEs)作为阻燃剂,具有内分泌干扰特性和三致效应,对人体健康有不利影响,大量的多溴联苯醚进入环境中,广泛存在于土壤、河流以及很多生物体内,成为全球的污染问题。2,2’,4,4’-四溴联苯醚(2,2’,4,4’-tetrabromodiphenyl ether, BDE-47)作为多溴联苯醚的一种,广泛存在于土壤环境中。本文以BDE-47为研究对象,比较了土壤主要吸附组分和生物质炭对BDE-47的吸附特性,阐明了生物质炭共存对BDE-47在土壤中的吸附解吸行为影响。本论文基于生物质炭的理化特性,以小麦秸秆为原料在300℃和600℃下制备了两种模拟生物质炭(分别记为BC300和BC600),并比较了BC300、BC600、土壤、土壤主要吸附组分(胡敏酸、石英砂、高岭土)对BDE-47的吸附特性,结果表明BC300和BC600对BDE-47的吸附能力高于土壤及其主要吸附组分,土壤组分之间的相互作用将影响土壤对BDE-47的吸附能力。土壤及其主要吸附组分和生物炭对BDE-47的吸附能力大小排序为BC600>BC300>胡敏酸>土壤>高岭土>石英砂,吸附能力之比约为40000:30000:5000:200:10:1;当石英砂分别与生物质炭、胡敏酸共存时,生物质炭对BDE-47的吸附能力变化不明显,胡敏酸对BDE-47的吸附能力有显著降低;当胡敏酸和生物质炭共存时,二者的吸附能力均有一定程度的下降。在土壤中添加生物质炭可以提高土壤对BDE-47的吸附能力和BDE-47的解吸滞后性。当添加量为0%~2%时,土壤对BDE-47的吸附能力提高的程度随生物质炭的添加量的增加而增大,同时BDE-47的解吸滞后性则呈现先上升后下降的趋势;当生物质炭的添加量为0.1%、0.5%、1%、2%时,土壤对BDE-47的吸附能力分别变为原土壤的0.98~1.39倍、1.02~1.50倍、1.44~1.68倍、3.25~3.27倍;生物质炭添加量为1%时,BDE-47的解吸滞后性最显著。环境pH和温度可以影响土壤体系和生物质炭-土壤体系对BDE-47的吸附能力。酸性环境(pH=6)和碱性(pH=9)环境使土壤体系对BDE-47的吸附能力分别提高到中性环境(pH=7)时的1.23~1.88倍和1.59~3.05倍,使生物质炭-土壤体系对BDE-47的吸附能力分别变为中性环境(pH=7)时的0.98~1.47倍和0.88~1.46倍。5℃时,土壤体系和生物质炭-土壤体系对BDE-47的吸附能力分别变为25℃时的1.03~1.67倍和0.78~1.53倍。
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