植酸改性提高污泥基水热炭的镉吸附固定性能

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：高海龙,商岑尧,裴晓东,谢慧芳,王冰玉

单位：江苏省生态环境评估中心, 南京 210036,南京理工大学环境与生物工程学院, 南京 210094,南京理工大学化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室, 南京 210094,南京理工大学环境与生物工程学院, 南京 210094,南京理工大学化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室, 南京 210094,南京理工大学环境与生物工程学院, 南京 210094,南京理工大学化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室, 南京 210094,南京理工大学环境与生物工程学院, 南京 210094,南京理工大学化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室, 南京 210094

摘要：在污泥水热炭化过程中添加植酸,采用一步共水热法制备得到植酸改性水热炭（PHC）,在对其表面形貌、孔隙结构、元素组成、官能团和热稳定性进行表征的基础上,系统比较了镉（Cd）在未改性水热炭（HC）和PHC上的吸附行为,并考察了腐植酸、温度和pH对吸附过程的影响,最后通过土壤钝化试验评估了PHC对土壤中Cd的固定能力.结果表明,PHC表面富含磷酸基团,电负性和热稳定性增强,具有较低的重金属浸出风险,对Cd的吸附速率和最大吸附容量分别是HC的1.88倍和1.22倍,这归因于磷酸基团的引入增强了对Cd的络合作用和静电作用；升温、 pH值增加和腐植酸共存都有利于Cd在PHC上的吸附；在其他重金属共存（Cu、 Zn和Pb）时,PHC表现出较强的选择性,对Cd的吸附容量高于其他金属0.77 ~ 6.88倍.PHC还具有良好的土壤Cd固定效率（56.1% ~ 81.1%）,且缓解了土壤速效养分的流失,显著增加了土壤有效磷含量.总之,植酸改性的污泥基水热炭可以有效去除水体Cd,同时也可作为土壤改良剂,有效稳定土壤Cd含量,是一种具有应用前景的污泥资源化途径.

关键词：植酸改性,水热炭,镉（Cd）,吸附,固定,