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【涨姿势】生物炭——重金属污染土壤改良剂

  重金属污染土壤原位修复是指向污染土壤中投加一种或多种物质,调节土壤理化性质,通过与重金属发生一系列反应,改变重金属在土壤中的赋存形态,降低其生物活性和毒性,减少对环境的毒害作用和在土壤中的迁移积累,达到土壤修复的目。目前,很常见的改良剂最重要的包含粘土矿物、含磷材料、硅钙物质、金属氧化物、有机物料、生物炭和新型材料等。不同改良剂对土壤中重金属的钝化作用不完全一样,最重要的包含离子交换、吸附、沉淀、络合和氧化还原等作用机理。

  生物炭基本组成元素有碳、氢、氮、氧等,并以含碳量高为重要特征,其中大多数碳以高度扭曲的芳香环不规则叠层堆积的形式存在生物炭具有疏松多孔的结构,具有较大的比表面积;生物炭还具有芳香族化合物的结构特性,其表面含有含氧、含氮、含硫等多种官能团,具备良好的吸附能。

  作为一种具有极大应用潜力的功能材料,生物炭作为一种新型环境功能材料引起广泛的关注。在农业应用方面,一般认为,生物炭拥有非常良好的理化性质和养分调节能力,施入土壤后,由于其多孔性结构,可以有效改善土壤理化性质和微生物活性,降低土壤养分的流失,来提升土壤肥力,促进作物的生长。

  生物炭具有高度芳香化结构,稳定性高,将生物有机质通过热解方式转化为高度稳定的生物炭,可以减缓含碳物质的分解,由此减少温室气体的排放。有研究发现生物炭在土壤中通过表面吸附溶解性有机碳(DOC),促进包裹着有机质的土壤颗粒的大量形成,从而减缓土壤有机碳的矿化作用,减少CO的排放;另有研究根据结果得出,相较于等C量的碳素物质,生物炭能够减少80%CH4排放。

  生物炭具有多孔性,且表面官能团丰富,能够吸附环境中的有机污染物和重金属,从而有效地降低污染物的迁移性和生物可利用性,减少污染物的环境风险。生物炭对重金属吸附容量高,向土壤中添加生物炭能增加土壤对重金属的吸附容量。而对有机污染物来说,高温制备的生物炭一般具有较强的极性,与有机物质的亲和能力较强;生物炭可提升土壤中微生物的活性,提高对有机污染物的降解能力。

  生物炭钝化重金属的可能机制有离子交换作用、静电吸附作用、表面沉淀和络合作用。有研究表明污泥制备的生物炭对Pb的吸附是多种机制共同实现的,其中最为关键的是Pb2+与生物炭表面释放的Ca2+、Mg2+等阳离子发生交换作用,促进生物炭中的腐殖质和矿物氧化物对Pb的共沉淀和内层络合作用,而Pb2+与表面官能团发生络合作用、物理吸附以及Pb2+在生物炭颗粒内扩散均起到一定的作用。对于不同重金属来说,生物炭钝化其作用机制有几率存在差异;不同生物炭在理化性质方面存在一定的差异,其对重金属钝化的机制也不完全一样;此外,重金属污染的土壤本身的性质对生物炭钝化重金属的效果也会产生一定的影响。

  近年来,对生物炭与土壤中重金属之间的关系和相互作用的研究不断深入,通过一系列对生物炭-土壤体系和生物炭-土壤-植物体系的试验根据结果得出,生物炭能够有效地降低土壤中Pb、Zn、Cd、Ni等重金属的有效性,但是对As则是起到促进释放的作用。

  但有学者研究认为生物炭不能起到固定土壤重金属的作用,相反,会活化土壤中的重金属,促进重金属释放。因此在土壤中施用生物炭对重金属产生的影响和作用机制仍然需要开展深入的研究。

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  根据国家和我省农用地土壤镉等重金属污染源头防治行动实施方案要求,湖南省生态环境厅组织编制了《湖南省执行污染物特别排放限值标准表(第二批)(征求意见稿)》,拟以公告形式发布实施,现公开征求意见。

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  北极星环境修复网获悉,9月21日,原青岛环海有机化工厂地块和青岛市李沧区原陆丰机械厂地块污染场地土壤修复工程(工程总承包)中标公告公布,中标供应商为北京高能时代环境技术股份有限公司,山东土地集团土壤科技有限公司,中冶地勘岩土工程有限责任公司联合体,中标金额24080.178593万元。本项目共

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  第二轮山东省生态环保督察反馈意见中序号第二十九号问题已完成整改,现将有关情况公示如下:一、整改问题土壤污染重点监管单位落实土壤污染防治主体责任不到位,对土壤修复监管不够严格,有的企业落实土壤污染防治措施不规范、不细致。二、整改目标组织土壤污染重点监管单位主动落实隐患排查、自行监测

  北极星环境修复网获悉,9月19日,芜湖城东汽车部件园5#地块修复公开对外招标,预算金额470万元,需修复的土壤面积约959.86m2,修复土方量约2409.4m3。城东汽车部件园5#地块修复招标公告项目概况城东汽车部件园5#地块修复的潜在投标人应在芜湖市公共资源交易中心网站获取招标文件,并于2023年10月10日09点15

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  北极星环境修复网获悉,9月8日,原安徽浦信化工厂地块土壤修复项目(二次)竞争性磋商采购公告发布,预算金额135.663253万元,本项目不接受联合体。项目主要内容为:2021年,原安徽浦信化工厂地块作为污染地块列入了《安徽省建设用地土壤污染风险管控和修复名录》,通过采用异地处置修复模式、水泥窑协

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  日前,电建生态公司实施的首个污染场地土壤修复治理项目——武汉铁塔厂土壤修复项目污染治理主体工程全面完工。武汉铁塔厂地块土壤修复项目是为修复铁塔厂区12.9万平方米范围内的2.8万立方米污染土壤而实施的一项综合性治理工程。该项目采用原地异位化学氧化和酸碱中和、原位中和修复、水泥窑协同处置