资环所揭示了农业源典型新污染物与传统污染物 在生物炭界面的迁移机制
近日，资环所在国际学术期刊Journal of Cleaner Production（Q1，IF=11.072）上发表了题为“Competitive or synergetic? Adsorption mechanism of phosphate and oxytetracycline on chestnut shell-derived biochar”的研究论文。该论文探究了板栗壳衍生生物炭从水溶液中竞争或协同吸附磷酸盐和抗生素的界面迁移机制。
板栗壳（CS）是北京京郊山区典型的农林废弃物，其资源化利用途径是亟待解决的问题。本研究利用CS作为原料，通过氧隔离热解制备生物炭（BCCS），并利用KMnO4和FeCl3进行改性，得到改性生物炭（MBCCS）。碳化后，板栗壳表面基团被还原，增强了其多孔结构和比表面积。表面含有Fe和Mn离子的MBCCS的理论吸附容量分别为0.7880 mg/g P和6.2854 mg/g土霉素（OTC）。MBCCS对PO43-和OTC的吸附符合准二级动力学模型。MBCCS上的PO43-吸附更符合Langmuir等温线，而OTC的吸附通过Freundlich等温线得到了充分的描述。吸附过程均为吸热过程。溶液的pH值和阳离子强度显著影响PO43-和OTC的吸附。低浓度的OTC有利于与PO43-的竞争吸附，而高浓度的两种组分在MBCCS上产生协同吸附。研究结果为阐明生物炭对水中共存污染物的吸附机理提供了科学依据。本研究提供了一种具有良好可再利用性的农林废物资源化的潜在方法。
农业源典型新污染物与传统污染物在生物炭的界面迁移机制
资环所郭旋副研究员为论文的第一兼通讯作者，硕士生朱琳为论文共同第一作者，魏丹研究员为论文共同通讯作者，马茂亭、邹国元研究员参与了研究工作。本研究得到了院创新能力建设专项、院青年基金、资环所所长基金、国家自然科学基金和UNDP项目等课题的资助。
论文链接：//doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133526