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    劉振剛研究組在生物質基土壤重金屬污染修復材料研究方面取得進展
    2019-07-01 | 編輯: | 【 】【打印】【關閉

      中科院生態環境研究中心劉振剛研究組在生物質基土壤重金屬污染修復材料研究方面取得進展。相關研究成果發表在綜合性學術期刊Science of the Total Environment(2019;685:1201-1208)和Bioresource Technology (2019;288:121593)。

      土壤重金屬污染是國內外主要關注的問題之一。目前,原位固定穩定化技術是重金屬污染土壤修復主流技術,相比于其他治理技術,具有快速高效、運行成本低、適用性強等優點。為了實現大規模工程應用,篩選高效、低廉、無二次污染的固化穩定化材料是該技術的關鍵所在。生物質是唯一的可再生的碳材料來源,具有來源廣泛、價格低廉、可再生及可生物降解等特性。目前,生物炭材料在重金屬污染土壤生態修復中已開始進行工程化應用,但囿于生物炭固有屬性以及缺乏生物炭重金屬鈍化機理研究導致其生態修復效果不理想。針對這種情況,劉振剛研究組開發了廢棄生物質通過一步堿式水熱法制備水熱炭重金屬固定穩定化材料的技術路線,制備的水熱炭材料具有經濟、高效、快速提升土壤肥力等特點。研究發現,水熱炭材料對水體中重金屬鉛的吸附能力高達92.80 mg/g;水熱炭材料對復合污染土壤中重金屬具有超強的鈍化能力,相對于傳統生物炭土壤重金屬鈍化效率分別提升了95.1%(鉛)and 64.4%(鎘);土壤中重金屬鉛和鎘的生物毒性分別降低了54.0%和27.0%。重金屬的鈍化機理研究表明:水熱炭材料對重金屬的固定穩定化主要通過表面含氧官能團配位、表面沉淀及π電子配位作用實現;鈍化機理定量分析表明其對重金屬鈍化貢獻占比分別為62.12%,27.14% 和 10.74%。本研究對于生物質基炭材料的定向制備具有重要的理論指導作用;研究制備的水熱炭材料在污染土壤修復方面具有重要的工程應用前景。     

    (A)

    (B)

    水熱炭材料對于重金屬的鈍化機理。(A):鈍化機理示意圖;(B):定量計算結果。 

     

     

    STOTEN論文鏈接:

      https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896971932861X 

    BITE論文鏈接:

      https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852419308235 

     

      固體廢棄物處理與資源化實驗室

      2019年7月1日

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