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外源生物炭(Biochar)可提高黄土肥力,改良土壤环境。研究不同外源性生物炭对高纬度寒旱地区黄土中有机污染物吸附行为的影响,对于了解该类污染物在黄土地区的归趋具有重大意义。本论文分别以玉米秸秆和松针为原材料,在不同温度下(200、400和600℃)制备生物炭,同时利用电镜扫描,孔径测定、元素分析和红外光谱等方法对所制生物炭进行表征分析,并采用批量法对其进行动力学和热力学等吸附性能的测试。分析不同来源和不同温度下制备的生物炭对两种典型农药敌草隆(diuron)和西维因(carbaryl)在西北黄土中吸附性能的影响,确定其平衡吸附模型,并对温度、pH、初始浓度等影响因素进行了探讨。研究结果如下:(1)生物炭表征分析结果显示,生物炭表面含有羟基、羧基、羰基等基团,且随着生物炭热解温度的升高和热解时间的延长,生物炭灰分含量和碳化程度增强的同时产率和有机质含量下降。随着生物炭热裂解温度的升高,孔体积增大,孔径减小,生物炭孔壁逐渐变薄,内部孔结构增大,微孔数量增多。碳含量随生物炭热解温度的升高而增大,氢和氧含量逐渐降低,生物炭芳香性增加,而极性降低。(2)黄土对两种有机农药的吸附实验结果显示,西维因和敌草隆在黄土上的动力学吸附过程均分为快反应和慢反应两个阶段,动力学吸附过程较符合Pseudo-second-order和Intraparticle diffusion吸附模型,热力学吸附较符合Freundlich模型,吸附过程均为放热过程。溶液pH和粒径对土壤颗粒吸附敌草隆和西维因都有着不同程度的影响,当溶液pH在310范围内变化时,对黄土中敌草隆吸附行为影响不大,但对西维因的吸附变化却有着显著影响。(3)生物炭吸附两种有机污染物的实验结果显示,不论是对敌草隆还是对西维因的吸附过程中,MBC-600和PBC-600的吸附量都远大于200℃和400℃条件下制得的生物炭的吸附量,动力学吸附过程较符合Pseudo-second-order动力学吸附模型,热力学吸附符合Freundlich方程,吸附过程中ΔGθ<0、ΔHθ>0、ΔSθ>0,表明两种有机污染物在生物炭上的吸附为自发进行且体系混乱程度增大的吸热过程。对贡献量分析研究表明:敌草隆和西维因在较低温度下制备的生物炭上的吸附以分配作用为主,表面吸附作用的贡献量随生物炭热解温度的升高而增大,对两种有机污染物的吸附主要由分配作用和表面吸附共同完成。(4)有机污染物敌草隆和西维因在添加外源生物炭黄土上的吸附影响实验结果显示,添加生物炭可以显著提高敌草隆和西维因在黄土上的饱和吸附量,动力学符合Pseudo-second-order吸附模型,热力学符合Freundlich等温吸附模型;吸附自由能E在实验温度范围内均小于8kJ·mol-1,表明其吸附过程以物理吸附为主。生物炭添加量和热裂解温度的不同对黄土吸附敌草隆有着显著的影响,黄土对有机物的吸附作用主要被生物炭所控制。体系温度和溶液初始浓度对吸附行为均有较大影响;pH仅对西维因吸附行为影响较大,对敌草隆吸附量无显著影响。(5)有机污染物在柴油污染黄土上的吸附实验结果表明,与第三章未受污染黄土对敌草隆和西维因的动力学吸附相比较,柴油污染黄土对有机污染物的吸附平衡时间基本无太大变化,生物炭的添加加速了柴油污染黄土对两种污染物的吸附过程,缩短了吸附平衡时间。动力学过程更符合Pseudo-second-order模型;不论是对敌草隆的吸附,还是对西维因的吸附,添加生物炭的柴油污染黄土对其的ΔGθ<0、ΔHθ>0、ΔSθ>0,表明此吸附为自发进行吸热过程。添加MBC-400的不同柴油污染强度的黄土对敌草隆的吸附量有所提高,但还是受到柴油污染强度的影响,吸附量随着污染强度的增加而降低。