木屑生物质炭对水中阿特拉津、多菌灵和啶虫脒复合农药的吸附性能研究

摘要

选取木屑为原材料,在500、700℃下制备生物质炭(标记为MX500和MX700),试验考察了溶液初始pH和生物质炭投加量对其吸附性能的影响,并利用吸附动力学、吸附等温线以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段,研究了木屑生物质炭对水溶液中3种不同类型的典型常用农药阿特拉津(ATR)、多菌灵(CAR)和啶虫脒(ACE)的吸附特性及吸附机理。结果表明:热解温度700℃,pH 3.0,生物质炭投加量为2.0 g/L时,木屑生物质炭对3种农药的联合吸附效果最好。MX700对ATR、CAR和ACE的最大吸附量分别为40.2、50.4和44.9μg/g,约为MX500的1.4倍~2.2倍。吸附动力学和吸附等温线结果显示,准二级动力学方程、颗粒内扩散方程和Langmuir方程能较好地拟合吸附过程。FTIR结果显示,木屑生物质炭主要通过酚羟基和羧基等含氧官能团以及芳香环结构去除水中ATR、CAR和ACE。木屑生物质炭对农药的吸附机理包括静电作用力、氢键作用力及π–π键相互作用力。在100μg/L浓度下,木屑生物质炭对ATR、CAR和ACE复合农药的吸附效果和机理与农药单体类似。综上,木屑生物质炭作为复合农药污染水体净化的吸附剂具有较大的应用潜力。