Effect of combined aging treatment on biochar adsorption and speciation distribution for Cd(II)

生物炭 生物利用度 吸附 吸附 环境化学 遗传算法 化学 环境修复 分馏 热解 污染 色谱法 生物 有机化学 生态学 生物信息学
作者
Yuxin Ke,Fuxiang Zhang,Zulin Zhang,Rupert Hough,Qiang Fu,Yifan Li,Song Cui
出处
期刊:Science of The Total Environment [Elsevier]
卷期号:867: 161593-161593 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.scitotenv.2023.161593
摘要

As a passivation material for heavy metals in-situ remediation, biochar (BC) has often been expected to maintain long-term adsorption performance for target pollutants. There is still lack of consensus about the impact of aging processes on biochar properties, particularly with respect to its long-term sorption performance. In this study, the changes to immobilization mechanisms as well as the speciation distribution of Cd(II) triggered by combined aging simulation (dry-wet, freeze-thaw cycle and oxidation treatment) on BC prepared under three levels of pyrolysis temperatures (300, 500 and 700 °C) were investigated. The results showed significant inhibition of aging on adsorption performance with the adsorptive capacity of BC300, BC500 and BC700 for Cd(II) decreased by 31.12 %, 50.63 % and 14.94 %, respectively. However, sequential extraction results indicated little influence of the aging process on the relative fractionation of Cd(II) speciation. The distribution of readily bioavailable, potentially bioavailable and non-bioavailable fractions of Cd(II) on BC showed only minimal changes post-aging. Overall, there was less Cd(II) sorption following aging, but the fractional availability (in relative terms) remained the same. Compared with 300 and 700 °C, the biochar prepared under 500 °C accounted the highest fraction of non-bioavailable Cd(II) (67.23 % of BC500, 59.17 % of Aged-500), and thus showed most promising for Cd(II) immobilization. This study has important practical significance for the long-term application of biochar in real environment.
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