生物炭固定化微生物技术在去除水中污染物的应用研究进展

张太平，肖嘉慧，胡凤洁

华南理工大学环境与能源学院，广东 广州 510006

中国实行人口计划生育之前，人口爆发增长，随着人口增长、城市化和工业化的快速发展，水环境污染与水资源短缺已成为人们日益关注的问题。造成水污染的原因包括生活污水、工业废水、农业尾水排放等方面，对生态环境与人类健康构成了严重威胁（陈永焦，2010）。研发水污染控制技术，从源头上解决水污染问题是目前面临的主要任务。生物炭吸附和固定化微生物技术被认为是两种可行的、成本效益高、生态友好的水污染治理技术。

生物炭源于亚马逊河流域的terra preta黑土，土壤中的有机物在缺氧环境中闷烧产生的碳使土壤变黑（Marris，2006）。因此，厌氧或缺氧的条件下，木质原料、农业秸秆等废弃的原材料经一定的高温裂解获得的富含碳的固体材料，具有比表面积大、孔隙结构发达、芳香化程度高等特点（Frankel et al.，2016；程扬等，2018）。生物炭的制备方法多种多样，包括常规碳化或缓慢热解、快速热解、快速碳化和气化（Manyà，2012）。生物炭可作为一种生物燃料，是仅次于煤炭和石油燃料的第三大一次能源，也可作为农业土壤改良剂，提高土壤养分保持和持水的能力，改善土壤环境，并将碳储存在土壤中，从而减少温室气体（GHG）的排放（Akolgo et al.，2018）。在催化方面，生物炭表面的官能团显示出催化性能，其中含—SO3H基团的生物炭是一种广泛应用于各种化学反应的非金属催化剂（Liu et al.，2015）。此外，生物炭也是一种具有良好吸附性的吸附剂，在去除水中污染物的方面有许多研究（Tan et al.，2015），如去除水中重金属（王向前等，2016）、有机染料、酚类物质（张娱等，2019）、硝酸盐和抗生素（徐家伊等，2019）等污染物。……