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随着社会经济的不断发展,环境污染问题越来越受到人们的重视。在寻找全球碳库及环境吸附剂的过程中,生物质炭因其高度的生物化学稳定性、大的比表面积、丰富的官能团等特殊性质在污染物吸附方面受到了学者的广泛关注。然而生物质炭施加到环境中会发生缓慢地氧化,这些变化对有机污染物固定的稳定性有着很大的影响。本文以木薯渣为原材料,450℃热解条件下制备生物质炭,以碱溶液对其表面副产物进行洗脱,通过元素分析、比表面积分析、电镜扫描-能谱分析、傅里叶红外光谱等技术手段及吸附平衡实验,研究了:1)碱处理对生物质炭性质及吸附能力的影响;2)不同老化条件(恒温恒湿、变温恒湿、干湿交替)对生物质炭吸附土霉素行为的影响及老化过程中生物质炭基本理化性质的动态变化;3)生物质炭老化过程中吸附行为及结构的动态变化;4)生物质炭施用量(0.1%、0.5%、1%)及不同条件老化的生物质炭对土壤吸附行为影响的动态变化。主要研究结果如下:(1)经碱处理后生物质炭灰分含量降低,生物质炭表面光滑且呈网状结构,比表面积下降,H/C比值增加,O/C、(O+N)/C 比值降低,生物质炭芳香性减弱,疏水性增强,极性减弱,且对土霉素的吸附能力有明显地提高。(2)生物质炭老化后碱性降低,比表面积增加,表面含氧官能团含量增加,生物质炭芳香性减弱,极性增强,表面吸附受到抑制,对土霉素吸附能力降低,老化前后生物质炭吸附反应均属于自发、吸热反应。(3)随着老化的进行,生物质炭相对氧含量持续增长,在老化最初阶段增长幅度较大,之后缓慢增长,表明在最初阶段生物质炭老化速率较大,随着老化时间的延长,由于生物质炭表面覆盖氧化膜,老化速率减小。(4)生物质炭在各个老化阶段的吸附过程均符合先快速、再慢速、再平衡的吸附规律,且吸附过程均能用伪二级动力学模型进行拟合;恒温恒湿与变温恒湿条件老化促进了生物质炭对土霉素的吸附,变温恒湿老化促进程度大于恒温恒湿,随着老化的进行,生物质炭对土霉素的吸附能力下降;干湿交替条件老化的生物质炭随老化的进行,对土霉素吸附能力持续下降。在不同老化阶段生物质炭吸附反应对外界温度响应不同,当老化进行到100天时,其吸附规律表现为25℃>35℃>15℃,当老化进行到300天时表现为35℃>25℃>15℃。(5)不同条件下老化的生物质炭-土壤在不同老化阶段对土霉素的吸附过程均符合最初快速吸附、期间慢速吸附、最后吸附平衡的规律,伪二级动力学能对数据进行很好地拟合。添加生物质炭有助于提高土壤对土霉素的吸附能力,且吸附能力随着添加量的增加而增大。与新鲜生物质炭-土壤相比,当老化进行到第100天时,其对土霉素的吸附能力增强,当老化进行到第300天时,其吸附能力降低。在老化的各个阶段,恒温恒湿和变温恒湿老化对生物质炭-土壤吸附能力的抑制作用均大于干湿交替老化,其吸附能力表现为干湿交替(AWD)>恒温恒湿(CM)>变温恒湿(VT)。老化的不同阶段,生物质炭-土壤对土霉素的吸附反应均为自发、吸热且熵增大的反应,吸附过程主要为物理吸附;当老化进行到100天时,其吸附随温度的变化规律表现为25℃>35℃>15℃,当老化进行到300天时,表现为35℃>25℃>15℃。