针对石油污染土壤生物修复的炭载体材料研发
文献综述
0前言
石油污染土壤主要是通过石油开采、落地原油、含油废水排放和灌溉以及空气污染等方式。石油污染物进入土壤后会影响土壤的性质，影响动植物的生长发育，通过植物进入动物体内，通过食物链传递，最终使人类健康受到威胁。因此，有效修复石油污染土壤，改善土壤环境质量进而保护人类及动植物健康具有十分重要的意义[1]。
1 生物炭应用综述
生物炭是由木材、作物秸秆、污泥及动物粪肥等生物质原料在低氧或无氧条件下热解碳化而成。生物炭具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积以及众多表面活性基团，其对有机物具有较强的亲和能力，可以用来吸附土壤中的有机污染物。
生物炭对有机污染土壤修复原理主要有①生物炭表面活性基团的吸附；②生物炭内部孔隙的固定[2]。生物炭可有效影响土壤中重金属、农药、疏水性有机污染物以及一些新型污染物的迁移、转化及生物有效性，减缓土壤污染。其中，生物炭对石油烃的重要组分PAHs显示出较强的吸附能力，其吸附强度至少是一般土壤有机质的10倍[3]。除了能够吸附土壤中的污染物，生物炭还可以作为土壤改良剂，改善土壤肥力。很多研究表明生物炭在碳封存和减少温室气体的排放方面也起着很大作用。
影响生物炭修复效果的因素有处理时间、生物炭种类和污染物种类以及生物炭投料时间等。朱文英等[4]以小麦秸秆为原料，在300℃无氧条件下热解制备成生物炭材料，并用其对大港油田石油污染土壤进行修复。经过14d和28d的混合培养，土壤中的总石油烃质量分数分别下降了45.48%和46.88%。然而，芳烃和烷烃的去除率并不随培养时间的延长而增大。
Liu等[5]探究了生物炭的热解温度和种类对土壤中多环芳烃去除效率的影响。在生物炭特征方面，高温有利于增加生物炭的比表面积，然而却减小了总孔隙体积。相同制备条件下，稻壳炭的性能高于牛粪炭；在多环芳烃去除方面，由于比表面积和孔隙特性，高温（500℃）条件下制备的生物炭更利于2~3环芳烃的去除，且随着芳烃环数的增加，其去除效率逐渐降低。而低温（350℃）条件下制备的生物炭对4~6环芳烃具有较高的去除效率。
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