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污泥基生物炭对砷污染土壤的稳定修复

2021-11-25秦松岩赵立新

生态与农村环境学报 2021年11期
关键词:改性生物植物

秦松岩,夏 迪,赵立新

(天津理工大学环境科学与安全工程学院,天津 300384)

我国是砷(As)污染极为严重的国家之一,土壤中w(As)平均值为11.20 mg·kg-1,约为世界平均值的2倍[1]。土壤中As对生态环境的毒性危害,不仅与其总量有关,更取决于As在土壤中的存在形态。在水溶态As、可交换态As、铁型As、铝型As、钙型As和残渣态As这6种As形态中,水溶态As和可交换态As较为活跃,易被植物吸收,生物有效性高,危害极大[2],而残渣态As最稳定,植物无法吸收。钝化剂(如生物炭、沸石等)可有效抑制污染土壤中重金属活性,其机理是通过吸附、沉淀、螯合等作用改变污染元素的存在形态,降低可吸收态、可交换态比例,是治理重金属污染土壤的重要手段之一[3]。铁基材料对土壤中As有较为明显的固化效果,但某些含铁盐,如硫酸铁的施用可能带来土壤酸化[4],过量施用会导致土壤板结、孔隙率降低,影响植物对Ca、Mg等元素的吸收等[5]。寻找高效、廉价且“副作用”小的铁基钝化剂,是治理As污染土壤的重要方向之一。

市政污泥作为廉价的生物质被制备成生物炭,改性后的污泥基生物炭对水体中Pb2+、Cd2+和As5+有很好的去除效果,然而改性污泥基生物炭用于As污染土壤修复鲜见报道。污泥的生物沥浸工艺已被用于污水处理厂污泥的深度脱水,生物沥浸污泥含有丰富的Fe元素,是一种潜在的铁基生物炭制备资源。污泥在沥浸脱水过程中通过嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans,At.f)将铁离子氧化为羟基硫酸铁,其与污泥骨架浑然一体。将生物沥浸……

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