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随着医药、畜牧和水产养殖的发展,环境中抗生素残留问题日益突出,相伴而生的抗生素和重金属的复合污染成为环境中的一种普遍现象。同时,生物炭是一种优良的吸附剂,在抗生素和重金属污染的修复发面具有广泛的应用前景。本研究选取环境中检出率较高的磺胺甲噁唑(SMX)和Cu(Ⅱ)为目标污染物,采用玉米秸秆为生物质原料,分别在300℃和600℃热解炭化制得生物炭(分别标记为BC300和BC600),并用HCl对其进行酸洗,制得酸洗生物炭(HBC300和HBC600)。通过元素分析、扫描电镜和红外光谱等对生物炭进行表征,采用批平衡法,研究生物炭对水中SMX)和Cu(Ⅱ)及复合污染的吸附作用,并探讨其吸附机制。同时,采用土柱淋溶法,研究生物炭对SMX污染物迁移的影响,揭示污染物在土壤中迁移的阻控机制。为重金属和抗生素复合污染在水环境中的去除和土壤中的迁移提供参考依据。主要研究结果如下:(1)随着热解温度的升高,生物炭的产率降低,灰分增加,C含量增加,O、H和N的含量减少,比表面积增加,极性降低,芳香性增强;酸洗后生物炭的C含量增加,比表面积和t-pLot微孔面积均有增加,极性降低,芳香性无显著性变化;扫描电镜结果表明,BC300主要呈不规则的条状结构,没有明显的孔隙结构;BC600为条状多孔结构,能观察到明显的孔隙结构;经过HCl处理后生物炭的孔隙结构暴露出来,表面结构更加清晰;通过红外光谱定量分析可知,BC300和BC600特征吸收峰的位置基本相同,但是峰值和峰宽有所差异,都具有-OH、-COOH以及R-COO-R’等官能团。(2)研究了吸附时间、SMX浓度、温度、初始溶液pH、灰分以及离子强度对HBC300和HBC600吸附SMX的影响。结果表明,HBC300和HBC600对SMX的吸附量随时间增加先快速增长,然后维持在一定的水平,动力学曲线符合拟二级动力学方程。对SMX的平衡吸附量随着SMX平衡浓度的增加先急剧增加,之后逐渐趋于平缓,等温吸附曲线符合Freundlich拟合方程。两种吸附剂对SMX的吸附作用为吸热反应,升高温度有利于反应的进行。对SMX的吸附量随着pH的增加而增加,当pH=5时吸附量达到最大,之后随着pH的增加生物炭的吸附量减少。去除灰分后两种吸附剂对SMX的吸附量显著性增加。离子强度对两种生物炭吸附SMX并无显著性影响。(3)研究了吸附时间、Cu(Ⅱ)浓度、温度、初始溶液pH、灰分以及离子强度对BC300和BC600吸附Cu(Ⅱ)的影响。结果表明,BC300和BC600对Cu(Ⅱ)的吸附量随时间增加先快速地增长,16h时吸附达到平衡,符合拟二级动力学方程。两种吸附剂对Cu(Ⅱ)的平衡吸附量随平衡浓度增加先快速地增长后趋于平衡,等温吸附曲线符合Freundlich和Langmuir-Freundlich拟合方程。两种吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附作用为吸热反应,升高温度有利于反应的进行。Cu(Ⅱ)的吸附量随着pH的增加而增加。HCl处理后两种吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附量明显降低。(4)与单一体系相比,混合体系中HBC300和HBC600对SMX和Cu(Ⅱ)的吸附量均有一定程度的增加,同时达到吸附平衡的时间缩短,符合拟二级动力学模型。Cu(Ⅱ)存在情况下,HBC300对SMX的吸附量显著性增加,而HBC600对SMX的吸附无显著性影响。SMX的存在,增强了HBC300和HBC600对Cu(Ⅱ)的吸附。(5)SMX在土柱中迁移的穿透曲线均呈现不对称性,并且出现了明显的拖尾现象。增加生物质炭的投加量、减小SMX溶液的pH值以及溶液的离子强度,SMX的流出时间延长,峰值变低,说明生物炭和土壤对SMX的阻控作用增强,可以有效的减小SMX的迁移作用。