陈乔，任心豪，贺飞，杨淑媛，郭军康

（陕西科技大学环境科学与工程学院，西安 710021）

生物炭是由农业废弃物在完全或部分缺氧条件下热解炭化生成的一类高度芳香化难熔性高聚物[1]。生物炭对重金属镉（Cd）表现出较强的吸附作用[2-3]，其主要吸附机理包括[4-8]：（1）沉淀作用，如Cd 与生物炭表面含或的矿物形成磷酸盐或碳酸盐沉淀；（2）离子交换作用，生物炭表面含有大量阳离子，如 K+、Na+、Mg2+、Ca2+等，重金属离子可通过与这些阳离子发生交换反应而吸附在生物炭表面；（3）配位作用，低温制备的生物炭表面含有丰富的含氧极性官能团，如—OH 和—COOH 等，这些极性官能团可与重金属离子发生络合反应；（4）Cd-Π 作用，Cd 可与生物炭表面富电子区域（如—C=C、苯环）形成共价键。但是文献中关于生物炭对Cd吸附机理的报道通常是定性分析，很少有研究能从定量的角度明确各吸附机理在生物炭吸附Cd 过程中的贡献。生物炭对Cd 的吸附能力及吸附机理与生物炭自身的理化性质密切相关，而生物炭的理化性质受原材料以及热解条件影响较大[9-12]。

秸秆和猪粪是我国产量较大的两类农业废弃物，由这两类农业废弃物所引发的环境问题已经引起了人们的广泛关注。以秸秆和猪粪为原料热解成生物炭，既可以缓解废弃物堆积和燃烧带来的不利影响，又可以吸附固定重金属[13-16]。因此，本研究以猪粪和秸秆在不同温度下制备的生物炭作为研究对象进行Cd 吸附试验，定量分析各吸附机理在生物炭吸附Cd过程中的贡献率，有利于清楚认识生物炭的不同性质在吸附重金属过程中的作用，以期为制备生物炭提供理论基础。……