: China New Technobt (工2 生态与环境工程 物炭也呈同样规律,这是因为空间位阻 作用,较小的菲分子较芘分子而言更易 于到达生物炭的吸附点位。 3结论 (1)草炭、松针炭、玉米芯炭多孔 性特征明显,BET比表面积、总孔体积、 微孔体积的大小遵循草炭>松针炭>玉 米芯炭的顺序。对热解条件下制备的玉 米芯炭,小粒径比大粒径具有更大的比 表面积和孔体积,研磨粉碎至较小粒径 使更多原本在生物炭内部不可及的孔被 暴露出来。 (2)松针炭和草炭极性差别不大, 均大于玉米芯炭。 水相浓度( ) (3)草炭、松针炭、玉米芯炭对菲、 芘吸附能力的大小顺序与它们的表面积、 图3菲在生物炭上的吸附等线 孔体积大小顺序相同,相较于极性作用, 表面积和孔在吸附中占主导作用。深度 研磨粉碎增加了玉米芯炭吸附点位的异 质性,提高了其吸附能力。同种生物炭 对菲的吸附能力大于芘,是由于较小的 菲分子更易到达吸附点位。 结语 本研究由国家国际科技合作专项 (2013DFR90540), “863”计划(2013 AA06A210),山东省自然科学基金(ZR 201 1DQ002),山东省科学技术发展计划 (2013GsF11703),山东省环境瓶颈解 析与突破项目(SDHBPJ_ZB一07)以及山 东省科学院青年基金(2013QN015)支持。 参考文献 【1】李力,刘娅,陆宇超,等.生物炭的环 境效应及其应用研究的研究进展Ⅱ1.环境 化学,2011,30(8):1411-1421. [2]Lehmann J and Joseph S.Biochar for environmental management:science and 水棚浓度(I ̄Q/L) 图4芘在生物炭上的吸附等温线 含有更多的0(19.7%;15.9%)和更少 于其具有更大的表面积和微孔体积,尽 的C(65.1%;76.5%),因而具有更大 管它的极性强于玉米芯炭,不利于其对 technology【M】.London:Earthscan,2009. [3丁文川,曾晓岚,王永芳,等.生物炭 3]栽体的表面特征和挂膜性能研究田.中国 环境科学,2011,31(9):1451—1455. 的极性,常用作极性指标的(N+O)与c 非极性化合物的吸附,但表面积和微孔 【4]Robe.s K,Gloy B,and Joseph S,et a1. 的比值也呈相同规律。松针炭和草炭极 的作用仍居主导地位。200-400目玉米芯 Life cycle assessment of biochar systems: 性差别不大,(N+O),C的值分别为0.25 炭和30-80目玉米芯炭有相同的元素组 Estimating the energetic,economic and 和0.21,但草炭中灰分含量明显高于松 成,但前者对菲、芘均有更强的吸附能力, climate change potential[J】.Environ Sci 针炭(18.7%;9.2%)。 也是由于前者有更大的的表面积和微孔 Tecnolh,2010,44(2):827—833. 2.3生物炭的吸附 体积的缘故;且深度研磨粉碎增加了吸 【5]周爱姣,陶涛,边朝辉,等.水力负荷 菲、芘在4种生物炭上的吸附如图3、 附点位的异质性,使前者Freundlich n值 对木炭填料生物滤池处理污水的影响Ⅱ】. 4和表3所示。从FreundlichKF值可看出, 远小于后者。 中国给水排水,2009,25(21):72-77. 相同粒径范围的生物炭对菲、芘吸附能 同种生物炭对菲、芘的吸附能力不 力的大小顺序为:草炭>松针炭>玉米 同。当水相浓度为5O dE时,草炭对 芯炭;从Freundlieh n值可看出,这几种 菲、芘的吸附量分别为6.8×10 g/s和 生物炭的吸附非线性程度大小也遵从同 4.3 X 103 g/g(由Freundlich公式拟合得 样顺序。草炭强大的吸附能力则主要源 到),对菲的吸附大于芘,另外3种生 一168一 中国新技术新产品