牛粪、蚓粪及其生物炭对Cd2 吸附解吸特性及差异文献综述

 2022-08-07 10:08

生物炭对重金属污染物吸附的研究进展

摘要:为了修复被重金属污染的土壤和水,生物炭因其特殊的物理化学特性而被用作重金属污染物的吸附剂。本文综述了重金属污染物及其处理方法,重点介绍了生物炭的特性及对重金属的吸附研究,特别是牛粪、蚓粪生物炭对重金属的吸附研究。通过对文献的综述,发现生物炭在对重金属的吸附过程中仍存在本身释放有毒物质等缺陷,利用蚯蚓堆肥技术提高生物炭对重金属的吸附能力及节能环保是今后发展的重要方向。

关键词:重金属;生物炭;牛粪;蚓粪;吸附

在工业化和经济发展的推动下,重金属污染在土壤和水污染方面是常见的问题。污水灌溉、农药化肥、冶炼、采矿、电池、金属制造、金属电镀等都是造成土壤和水中重金属含量高的原因。所谓的重金属污染,一般指汞(Hg)、铜(Cu)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)等金属对水和土壤的污染。众所周知,重金属对人类和其他生物体有显著的毒性,其中,镉,铅,锌,镍,铜,汞和铬是重金属污染中含量较高的,也被认为是最危险的,即使其浓度很低,也会造成重要的环境污染问题[1]。土壤和水中的重金属不仅能直接对环境造成污染,还会转移到其他动植物体内,这些重金属都是不可生物降解的,积聚在生物体内,加重了它们对环境的不利影响。对人们造成相当大的健康危害。因此,为了保护自然资源、维护人类健康,在全球范围内,对受重金属污染的水和土壤的修复是非常重要的。特别是,由于铅和铬对人体和其他生物体的毒性以及其在环境中的生物累积和持久性的倾向,引起了极大的关注。

1. 重金属污染的处理方法

随着人们对环境污染的重视,科学家们花费了大量的经历研究对水和土壤中重金属的处理方法。到目前为止,处理水和土壤中重金属的方法有很多,如化学沉淀、化学氧化/还原、离子交换、膜过滤、电化学处理技术等。化学沉淀法一般用于污水的处理,是通过向污水中投放石灰石、硫化物、钡盐等物质使重金属离子以沉淀的形式析出。化学氧化/还原法也是一种化学处理方法,大多数也是用来处理污水的,是指向水中加入易分解的强氧化剂或强还原剂,从而出去水中铁、锰等重金属离子的方法。离子交换法是利用不同的离子交换树脂对不同的重金属进行交换。膜过滤法是利用半透膜对物质的选择性进行处理重金属的,包含反渗透法、纳滤、微滤和超滤等几种方法。电化学处理技术是利用重金属的电化学性质,使重金属离子在电的作用下聚集并分离出来。

然而,这些技术有的成本比较昂贵,有的可能产生有毒的化学污泥,造成二次污染[2, 3]。近年来,吸附方法由于简单、方便、成本较低受到人们的关注,且其处理重金属具有高度的有效性。

2. 生物炭对重金属吸附的研究

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