表面活性劑條件下生物炭對(duì)水中PAHs的去除作用和機(jī)制.pdf

1、生物炭和表面活性劑因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)性能對(duì)環(huán)境中污染物的遷移轉(zhuǎn)化和生態(tài)效應(yīng)均有重要的影響。雖然很多研究分別關(guān)注了生物炭和表面活性劑在環(huán)境污染修復(fù)技術(shù)中的應(yīng)用，但表面活性劑共存條件下生物炭對(duì)有機(jī)污染物的作用及機(jī)制尚不清楚。本文以生物炭對(duì)多環(huán)芳烴(PAHs)的吸附作用及其對(duì)微生物降解PAHs的影響為基礎(chǔ)，探討表面活性劑對(duì)生物炭吸附PAHs和微生物降解PAHs的影響。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討表面活性劑和生物炭共存條件下水中PAHs的去除機(jī)制，著重分析

2、共存條件下表面活性劑對(duì)PAHs吸附和降解兩方面的作用。主要結(jié)論如下:
　　(1)五種不同生物炭對(duì)PAHs的吸附平衡曲線均能用Freundlich模型較好地?cái)M合，其吸附機(jī)制包含表面吸附作用和固相分配作用。生物炭裂解溫度越高，炭化越完全，與PAHs的π-π電子共軛作用越顯著，但同時(shí)殘留的有機(jī)質(zhì)成分減少，對(duì)PAHs的固相分配作用減弱。兩種吸附機(jī)制的共同作用下，500℃裂解的生物炭對(duì)PAHs的吸附性能最強(qiáng)。另一方面，動(dòng)物性來源（豬糞和雞糞

3、）生物炭的C/H較高，芳香性更強(qiáng)，因此吸附性能強(qiáng)于植物性來源（秸稈）生物炭。
　　(2)陽離子表面活性劑溴代十二烷基吡啶DDPB、非離子表面活性劑TritonX-100和陰離子表面活性劑鼠李糖脂均可不同程度地促進(jìn)生物炭吸附PAHs，且促進(jìn)程度與表面活性劑濃度有關(guān)。濃度低于350 mg/L（約為1/10 CMC）的DDPB對(duì)生物炭吸附PAHs的促進(jìn)作用最顯著，低于1/2CMC濃度的鼠李糖脂及1倍CMC的TritonX-100對(duì)生物炭

4、吸附PAHs也有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。表面活性劑對(duì)生物炭吸附PAHs的促進(jìn)作用取決于生物炭上吸附態(tài)表面活性劑對(duì)PAHs的分配作用，但表面活性劑濃度較高時(shí)，溶液中膠束態(tài)表面活性劑對(duì)PAHs的增溶作用反而抑制了生物炭對(duì)PAHs的吸附。
　　(3)三種不同類型表面活性劑鼠李糖脂、TritonX-100和DDPB對(duì)銅綠假單胞菌Pseudomonas aeruginosa JXQ降解苊的影響顯著不同。鼠李糖脂可顯著促進(jìn)苊的降解，且促進(jìn)作用隨著鼠李

5、糖脂濃度的增大而增強(qiáng);臨界膠束濃度以下的TritonX-100對(duì)P.aeruginosa JXQ降解苊都有一定的促進(jìn)作用，TritonX-100濃度為1倍CMC時(shí)促進(jìn)作用最強(qiáng)。DDPB對(duì)苊降解菌P.aeruginosa JXQ有較強(qiáng)毒性，完全抑制了苊的降解。
　　(4)在PAHs水溶液中單獨(dú)添加生物炭后，一方面由于生物炭的吸附作用令溶液中PAHs濃度下降，另一方面也使溶液中可生物利用的PAHs的濃度減小，P.aeruginosa