钙基磁性生物炭对Cr(Ⅵ)污染土壤钝化稳定化机制及微生物影响研究
生物炭改性材料因具有活性官能团众多、吸附效能高等优势被广泛应用于土壤重金属污染修复治理中.本研究以稻谷壳为原料,采用共沉淀法及CaCO3浸渍法制备了钙基磁性生物炭(Ca-Fe-B),并使用电子扫描显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)进行表征.同时,通过梯度浓度Cr(Ⅵ)污染土壤实验考察Ca-Fe-B施入对土壤pH、Cr(Ⅵ)稳定化效果、土壤酶活性及微生物群落结构的影响,并阐述其钝化机理.结果表明:①Ca-Fe-B表面负载Fe3O4、γ-Fe2O3、Fe3C及以方解石形式存在的CaCO3,具有大量—OH、—O-C=O、Si—O—Si、C≡C及C≡N等官能团;②Ca-Fe-B 可显著提升土壤 pH,在 Cr(Ⅵ)污染浓度为 100、200、1000 mg·kg-1 时,90 d 的固定效率分别可达72.57％、67.07％及59.88％,并使土壤中部分可交换态Cr转化为可还原态及残渣态Cr;③Ca-Fe-B可促进土壤β-葡萄糖苷酶与几丁质酶酶活性,但磷酸酶对其响应不显著,也可显著提升土壤中Proteobacteria门菌相对丰度;④Ca-Fe-B表面形成Si—O—Ca—OH键可吸附Cr(Ⅵ),Fe(Ⅱ)作为电子供体参与土壤Cr(Ⅵ)还原过程,并生成Cr2O3、Cr(OH)3沉淀及(CrxFe1-x)(OH)3、Cr.xFe1-xOOH络合沉淀,以—OH、—C=C—、O—C=O为主的大量含氧官能团协同吸附络合土壤中的Cr(Ⅵ).研究显示,Ca-Fe-B对Cr(Ⅵ)污染土壤具有良好的稳定性能,有望为土壤重金属污染修复提供一种新的研究思路和技术路线.
钙基磁性生物炭、梯度Cr(Ⅵ)污染、钝化机制、土壤酶、微生物群落结构
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X703(一般性问题)
国家自然科学基金No.42077185
2022-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共13页
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