导　　师： 孙铁珩;孙红文

学科专业： H3001

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 南开大学

摘　　要： 生物炭是动植物残体经缺氧热解形成的一种富含碳物质,由于在生物质资源化、减缓气候变化、提高土壤肥力等诸方面表现出的良好潜能,生物炭作为一种新型多功能材料迅速成为研究的热点。由于含有多孔及高度芳香结构,生物炭对各类污染物表现出较强的吸附能力,必将影响其环境行为、归宿及生态风险。本论文系统研究了不同结构生物炭对两种典型农药一阿特拉津和西维因的吸附、水解及微生物降解等环境行为的影响及其微观机制。首先,利用猪粪、玉米秸秆、水稻秸秆等三种农业废弃物,通过不同的热解温度制备了物质组成和结构不同的生物炭并对生物炭进行了除灰处理,得到性质各异生物炭十余种,对不同生物炭的有机与无机部分的含量、化学组成与结构特征；孔性质与比表面积等性质进行了表征。在此基础上,研究了不同种类生物炭对两种农药的吸附作用机理,深入探讨了生物炭有机部分、无机部分、孔结构及生物碳表面化学作用等在吸附过程中所起的作用。研究了不同种类生物炭对两种农药的水解催化作用,通过逐步分析背景溶液,生物炭悬浊液以及生物炭浸出液中农药的水解,从OH-、表面矿物以及金属离子等方面探讨生物炭促进农药水解的机理。研究了生物炭对土壤中农药降解的影响,并向生物炭与土壤混合体系中接种筛选的对农药降解特异性微生物菌群,以促进土壤中农药的生物降解,通过不同的实验设计,综合分析了生物炭对土壤中农药去除的影响及途径。通过以上研究得到以下结论：(1)生物炭由脂肪炭和芳香碳组成的有机部分,以及磷酸盐、碳酸盐和其他无机矿物组成的无机部分共同构成。有机碳表面含有羟基,羧基以及羰基等基团。不同原料和温度制备的生物炭物质组成和结构有较大差异。猪粪制备的生物炭含有较高的灰分,

关 键 词： 生物炭 吸附 水解 西维因 阿特拉津 微生物降解

领　　域： [环境科学与工程] [环境科学与工程]