为研究老化秸秆生物炭的性质及对水中诺氟沙星的吸附特性,本研究将新鲜生物炭进行自然老化、冻融循环老化和高温老化,通过元素分析、扫描电镜和红外光谱分析老化前后生物炭的组成和结构特性变化,研究老化生物炭对诺氟沙星的吸附机理以及pH、离子类型和离子浓度对吸附效果的影响.结果表明:不同老化方式均使生物炭的C元素含量降低,O元素含量显著增加,极性增加,芳香性降低,其中高温老化影响最大.高温老化使生物炭表面的—OH和C=C明显减少,冻融循环老化使—OH数量增加,自然老化对生物炭表面官能团影响较小.老化使生物炭表面破损、孔道塌陷,生物炭上的吸附点位被阻塞,不利于对诺氟沙星的吸附.老化前后生物炭对诺氟沙星的吸附更符合准二级动力学模型,等温吸附拟合发现,Langmuir模型能更好地拟合诺氟沙星在生物炭上的吸附过程.自然老化、冻融循环老化和高温老化分别使生物炭的吸附量降低了5.50％、7.70％、14.80％;在背景液pH 3.0～11.0范围内,老化前后生物炭对诺氟沙星的吸附量随pH增大先升高再降低,当pH为7.0时,吸附量达到最大值.阳离子价态越高,离子浓度越大,老化后生物炭对诺氟沙星的吸附量越小.研究表明,老化对生物炭的理化性质和吸附抗生素的能力均有影响,因此在使用生物炭去除目标污染物时需要考虑环境因素的影响.

玉米秸秆;生物炭;老化;表征;吸附;诺氟沙星

陈天涯;袁木子;张舒羽;马秀兰;韩兴;王玉军;王波

吉林农业大学资源与环境学院,长春 130118;吉林省商品粮基地土壤资源可持续利用重点实验室,长春 130118;吉林农业大学信息技术学院,长春 130118

农业环境科学学报

[1]陈天涯;袁木子;张舒羽;马秀兰;韩兴;王玉军;王波-.老化秸秆生物炭对诺氟沙星吸附特性的研究)[J].农业环境科学学报,2022(05):1047-1057

秸秆生物炭,诺氟沙星,吸附特性,自然老化,冻融循环,循环老化,高温老化,元素分析,红外光谱分析,结构特性,吸附机理,子类,离子浓度,吸附效果,元素含量,含量降低,芳香性,中高温,表面官能团,孔道,塌陷,附点,准二级动力学,等温吸附,Langmuir,吸附量,高再,再降,阳离子,价态,玉米秸秆

0.246725