生物炭吸附水体中重金属机理与工艺研究进展

韩鲁佳 李彦霏 刘 贤 韩娅红

(中国农业大学工学院， 北京 100083)

生物炭吸附水体中重金属机理与工艺研究进展

韩鲁佳 李彦霏 刘 贤 韩娅红

(中国农业大学工学院， 北京 100083)

生物炭因其良好的表面特性和孔隙结构，广泛的原料来源和广阔的产业化发展前景，已成为当今环境、农业和能源等领域的研究热点。针对生物炭对水体重金属的吸附研究，本文基于生物炭原料和制备工艺的多样性，综合分析了国内外生物炭重金属吸附机理的研究成果，详细阐述、分析了5种吸附作用机制(物理吸附、静电作用、离子交换、络合反应和化学沉淀)及其相关表征手段；同时评述了吸附工艺条件和重金属种类对生物炭吸附重金属的影响；指出生物炭重金属吸附领域未来的研究中，应开展针对重金属吸附的生物炭原料特性及吸附产物的多维、微纳尺度表征方法研究。

生物炭； 水体重金属； 吸附机理； 表征

引言

重金属在环境中无处不在，危及人类健康[1]。由于人类各种生产活动：冶炼加工、矿山开采、化工生产等，将含有重金属的废水排放到水环境中，造成了严重的水体重金属污染。重金属污染与其他有机化合物污染不同，许多有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的方式净化，使有害性降低或解除。重金属具有持久性和富集性，很难在环境中降解，对人类及动植物危害极大[2]。环境中的铅、铜含量超标会显著抑制动植物生长，严重时甚至导致其死亡[3]; 同时，重金属还会通过食物链进入人体，干扰人体正常的生理功能进而对其健康造成危害[4-5]。……