表面活性劑條件下生物炭對水中PAHs的去除作用和機制.pdf

1、生物炭和表面活性劑因其獨特的結(jié)構(gòu)性能對環(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有機污染物的作用及機制尚不清楚。本文以生物炭對多環(huán)芳烴(PAHs)的吸附作用及其對微生物降解PAHs的影響為基礎(chǔ)，探討表面活性劑對生物炭吸附PAHs和微生物降解PAHs的影響。在此基礎(chǔ)上，重點探討表面活性劑和生物炭共存條件下水中PAHs的去除機制，著重分析

2、共存條件下表面活性劑對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PAHs的吸附平衡曲線均能用Freundlich模型較好地擬合，其吸附機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，但同時殘留的有機質(zhì)成分減少，對PAHs的固相分配作用減弱。兩種吸附機制的共同作用下，500℃裂解的生物炭對PAHs的吸附性能最強。另一方面，動物性來源（豬糞和雞糞

3、）生物炭的C/H較高，芳香性更強，因此吸附性能強于植物性來源（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生物炭吸附PAHs，且促進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對生物炭吸附PAHs的促進作用最顯著，低于1/2CMC濃度的鼠李糖脂及1倍CMC的TritonX-100對生物炭

4、吸附PAHs也有較強的促進作用。表面活性劑對生物炭吸附PAHs的促進作用取決于生物炭上吸附態(tài)表面活性劑對PAHs的分配作用，但表面活性劑濃度較高時，溶液中膠束態(tài)表面活性劑對PAHs的增溶作用反而抑制了生物炭對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苊的降解，且促進作用隨著鼠李

5、糖脂濃度的增大而增強;臨界膠束濃度以下的TritonX-100對P.aeruginosa JXQ降解苊都有一定的促進作用，TritonX-100濃度為1倍CMC時促進作用最強。DDPB對苊降解菌P.aeruginosa JXQ有較強毒性，完全抑制了苊的降解。
　　(4)在PAHs水溶液中單獨添加生物炭后，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