The immobilization of cadmium by rape straw derived biochar in alkaline conditions: Sorption isotherm, molecular binding mechanism, and in-situ remediation of Cd-contaminated soil

生物炭 吸附 化学 环境修复 环境化学 朗缪尔吸附模型 吸附 稻草 土壤污染 钝化 热解 核化学 土壤水分 污染 无机化学 有机化学 土壤科学 地质学 生态学 生物 图层(电子)
作者
Yihao Wang,Yubo Yan,Chao He,Feng Ya,Aminu Darma,Jianjun Yang
出处
期刊:Environmental Pollution [Elsevier BV]
卷期号:351: 123969-123969 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.envpol.2024.123969
摘要

The issue of cadmium (Cd) contamination in alkaline soils is escalating, necessitating the prompt implementation of effective passivation strategies. Biochar has gained significant attention for its potential in immobilizing heavy metals; however, the suitability of biochar as a remediation material and its micro-scale interaction mechanisms with Cd under alkaline conditions remain unclear. Rape straw (RS) were pyrolyzed at 400°C (RB400) and 700°C (RB700) to produce biochar. Adsorption and soil incubation experiments were carried out to assess the feasibility of using rape straw derived biochar pyrolyze at different temperatures and understanding their remediation mechanisms in alkaline environments. The sorption capacity for Cd immobilization was evaluated using sorption isotherms, revealing that RB700 exhibited enhanced Cd sorption performance with a maximum sorption capacity of 119.33 mg g-1 calculated from the Langmuir isotherm equation at pH 8. Cd L3-edge X-ray sorption near-edge structure (XANES) spectroscopy analysis confirmed that the dominant sorption species of Cd were organic Cd in RB400, with CdCO3 precipitation increased to 73.9% in RB700. Solid-state 13C nuclear magnetic resonance (13C-NMR) spectroscopy demonstrated that aromatic and carboxyl C functional groups are involved in the organic sorption of Cd through complexation and Cd2+-π interactions in alkaline solutions. The precipitation of CdCO3 in RB700 may resulted in a more effective passivation effect compared to RB400, leading to a significant 15.54% reduction in the DTPA-Cd content in Cd-contaminated soil. These findings highlight the effective Cd passivation Cd in alkaline environments by rape straw derived biochar, providing new molecular insights into the Cd retention mechanism of biochar. Furthermore, it presents novel ideas for improving remediation approaches for alkaline Cd-contaminated soils.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
KamilahKupps完成签到,获得积分10
刚刚
m李完成签到 ,获得积分10
9秒前
DD完成签到 ,获得积分10
14秒前
身体健康完成签到 ,获得积分10
19秒前
aaaaa888888888完成签到,获得积分10
26秒前
午午午午完成签到 ,获得积分10
29秒前
45秒前
369ninja发布了新的文献求助10
52秒前
52秒前
Ning00000完成签到 ,获得积分10
53秒前
xingran720905发布了新的文献求助10
57秒前
神一样的鸟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
灵巧的长颈鹿完成签到,获得积分10
1分钟前
十八完成签到 ,获得积分10
1分钟前
温暖完成签到 ,获得积分10
1分钟前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
今后应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
fafa完成签到,获得积分10
1分钟前
btcat完成签到,获得积分0
1分钟前
wanghao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Driscoll完成签到 ,获得积分10
1分钟前
amm完成签到 ,获得积分10
1分钟前
善良的冰颜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
whitepiece完成签到,获得积分10
1分钟前
老纪发布了新的文献求助10
2分钟前
风趣朝雪完成签到,获得积分10
2分钟前
molihuakai完成签到,获得积分0
2分钟前
kk完成签到,获得积分10
2分钟前
迷人的钥匙完成签到,获得积分10
2分钟前
xue112完成签到 ,获得积分0
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7042936
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8709687
关于积分的说明 18444619
捐赠科研通 6554425
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3117351
关于科研通互助平台的介绍 2201542
邀请新用户注册赠送积分活动 2092749