硫改性生物炭镉铅吸附机制及其对油麦菜的影响

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.02.010

摘要/Abstract

摘要： 为探究硫改性生物炭对镉（Cd）和铅（Pb）污染土壤的吸附机制及其对油麦菜的影响，将新鲜玉米秸秆生物炭（FBC）经过氢氧化钠和二硫化碳改性后得到硫改性生物炭（SBC），通过元素分析仪、扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和等温吸附试验探究FBC和SBC对Cd和Pb的吸附特性；以油麦菜为供试材料进行盆栽试验，探究2种生物炭对植物生长的影响。结果表明，通过生物炭的表征证实了SBC中成功引入了巯基官能团。和FBC相比，SBC的比表面积和孔容分别增加了39.97%、31.25%，其对Cd和Pb的吸附量增加46.81%、21.95%，土壤中Cd、Pb的有机结合态和Cd的残渣态分别提高了6.98%、23.23%、38.14%。此外，与施用FBC相比，施用SBC油麦菜根部的Cd和Pb含量分别降低了40.00%、23.61%，说明SBC提高了生物炭固定重金属的稳定性和油麦菜的安全品质。

关键词: 生物炭, 硫改性, 重金属污染, 油麦菜

Abstract: To investigate the adsorption mechanism of sulfur‑modified biochar on cadmium（Cd）and lead（Pb） contaminated soil and its effect on lettuce，sulfur‑modified biochar（SBC） was obtained by modifying fresh corn straw biochar（FBC）with NaOH and CS2. The adsorption characteristics of FBC and SBC on Cd and Pb were investigated by elemental analyzer，scanning electron microscopy（SEM），Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR），X‑ray photoelectron spectroscopy（XPS） and isothermal adsorption test.Pot experiments were conducted with lettuce as the test material to investigate the effects of the two kinds of biochar on plant growth.The characterization of biochar confirmed that the sulfhydryl functional group was successfully introduced into SBC. Compared with FBC，the specific surface area and pore volume of SBC increased by 39.97% and 31.25% respectively，and its adsorption capacity for Cd and Pb increased by 46.81% and 21.95%，the organic binding state and residue state of Cd and Pb in the soil increased by 6.98%，23.23% and 38.14% respectively.In addition，compared with the application of FBC，the content of Cd and Pb in the roots of lettuce with the application of SBC decreased by 40.00% and 23.61% respectively，indicating that SBC improved the stability of heavy metal fixation by biochar and the safety quality of lettuce.

Key words: Biochar, Sulfur modification, Heavy metal pollution, Lettuce

中图分类号:

S636
S578

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