雷竹落叶生物炭对微囊藻毒素的吸附性能

摘要

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是富营养化水体中蓝藻自释放的肝毒素,经农田灌溉与饮用水路径影响人体健康与生态安全,已经成为严重的全球性的健康问题。为探索农业废弃物再生吸附材料对微囊藻毒素的吸附机制问题，采用典型农业废弃物雷竹落叶制备生物炭，研究适宜的制备工艺，探讨吸附条件和有机介质对微囊藻毒素-LR(MCLR)的吸附特性影响及其机制。结果表明，雷竹落叶竹叶生物炭的芳香性随着炭化温度和升温速率的升高而增加，极性指数则减小，逐渐从“软碳质”过渡到“硬碳质”，同时比表面积也迅速增大(从0.25到87.09 m2·g-1)。竹叶生物炭对水体中MCLR具有较强的吸附能力，吸附量随炭化温度和升温速率的升高而增加(从72.27到624.47μg·g-1。吸附行为符合非线性Freundlich模型，且N指数和lnKF与芳香性和极性大小呈良好的线性关系。吸附效果受pH、反应温度和白然界有机质(NOMs)的影响，在pH为3时有最大吸附量，当反应温度升高时，吸附量减小，NOMs对MCLR的吸附有明显的竞争作用。通过实验结果可以说明适宜的制备工艺生成的雷竹落叶生物炭能有效的去除水体中的MCLR，可以作为一种新型的环境友好型吸附剂，用于水体蓝藻的爆发应急处理。