狐尾藻基生物炭对水中草甘膦和Cu2+的吸附性能研究

为了消除生态修复过程中除草剂和重金属对沉水植物生长胁迫因素影响,选择草甘膦和Cu~(2+)为目标物,以收割的狐尾藻废弃物为原料,在450℃下炭化2 h制成狐尾藻基生物炭(HW450),研究不同pH和生物炭投加量等实验条件下,HW450对水中草甘膦和Cu~(2+)等单一污染物吸附效果的影响。探究复合污染水体中草甘膦和Cu~(2+)相互影响规律,并用响应面法优化HW450对草甘膦和Cu~(2+)复合污染最优吸附条件。研究结果表明:Cu~(2+)和草甘膦的去除率增速随时间由快到慢,48 h后基本达到平衡;在生物炭吸附饱和范围内,去除率随溶液浓度增加而增加;在适合pH范围内,草甘膦和Cu~(2+)的去除率随pH先增后减,Cu~(2+)比草甘膦变化显著;生物炭投加量增加,能提高草甘膦和Cu~(2+)的去除率。在复合污染中,Cu~(2+)能促进HW450吸附草甘膦;高浓度草甘膦能抑制低浓度Cu~(2+)的吸附,高浓度Cu~(2+)去除率受草甘膦浓度的影响较小。响应面表明,3个因素对去除率的影响排序为:HW450投加量Cu~(2+)浓度pH。在pH为5.21,HW450投加量为0.06 g,Cu~(2+)浓度为27.32 mg/L的条件下,能得到复合污染最优吸附效果:草甘膦去除率为97.44%,Cu~(2+)为100%。