刘荣琴，钱林波，晏井春，韩 璐，胡钦红，陈梦舫*



pH及共存金属离子对生物质炭吸附铅稳定性的影响①

刘荣琴1, 2，钱林波2，晏井春2，韩 璐2，胡钦红1*，陈梦舫2*

(1 中国地质大学(武汉)环境学院，武汉 430074；2 中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所)，南京 210008)

生物质炭对重金属吸附性能的稳定性是评价生物质炭修复效果的重要指标。本文研究了不同pH、金属离子Cd和Al存在下，Pb在不同炭化温度(100℃、400℃、700℃)生物质炭上的脱附性能及脱附过程。结果表明，pH越低，Pb的脱附率越大。其主要是由于H+的竞争效应，以及生物质炭表面官能团的质子化，促进了Pb的重新活化。在Cd和Al共存时，Pb的脱附率进一步增加。当pH = 3.5时，Cd和Al的存在分别使Pb从CM100、CM400和ZKZ700上的脱附率提高了13.9%、1.0%、3.4% 和26.8%、13.0%、11.3%。这主要归因于多金属的水解使得更多的H+得以释放，进而促进了Pb的脱附。Pb在生物质炭上的脱附率随脱附时间的延长而不断增加，反应前4 h，脱附率迅速增加并均已达最大脱附率的70%，4 h后脱附速率减慢。Pb的脱附动力学符合伪一级动力学模型及颗粒内扩散模型(前4 h)。当Cd和Al存在时，解吸液对Cd、Al易解吸态的优先脱附降低了Pb的脱附速率并延长了其脱附所达平衡的时间。

生物质炭；吸附稳定性；pH；共存离子

生物质炭(Biochar)是生物质(木材、枯枝落叶、秸秆、家畜粪便等)在缺氧或无氧条件下低温(<700℃)裂解制备而成的富碳固体[1–3]。因其具有孔隙结构发达、比表面积大、官能团及矿物组分丰富等独特的物理化学性质，而表现出高效的吸附性能，在污染土壤修复中具有巨大的潜力，被认为是一种新型的环境修复材料[4–7]。

随着我国工业化的快速发展，重金属铅(Pb)已逐渐成为威胁人类健康的一大重要因素。土壤中的Pb主要通过食物链或直接通过人的口部摄入和皮肤接触等途径进入人体。……