生物炭降低铁皮石斛对重金属Cu和Cd吸收的效率及机制研究北大核心

目的:探究生物炭降低铁皮石斛对重金属铜(Cu)和镉(Cd)吸收的效率及机制,为生物炭在铁皮石斛等中药材种植过程中的应用提供科学依据。方法:基质浸泡于15 mg/L的Cu^(2+)和Cd^(2+)溶液,稳定后分别加入1%、5%及10%含量的不同种生物炭,以未施加生物炭的处理组作为对照,在种植铁皮石斛后10、30、50 d取样,运用ICP-OES检测铁皮石斛中2种重金属的浓度,分析玉米秸秆、污泥以及椰壳生物炭对铁皮石斛中重金属吸收的效果。结果:3种生物炭对重金属Cu^(2+)和Cd^(2+)都存在一定的吸附效果,其中添加10%的椰壳生物炭对Cu^(2+)吸附效果明显,平均去除率达30.99%;10%的玉米秸秆生物炭对Cd^(2+)吸附效果明显,平均去除率达27.95%。同时,3种生物炭对Cu^(2+)、Cd^(2+)的吸附过程符合准二级动力学和Langmuir模型,主要为化学吸附,吸附过程近似为单分子层吸附。结论:施加生物炭可以降低铁皮石斛中重金属Cu^(2+)和Cd^(2+)的含量,且对2种重金属吸附力较强的生物炭种类不同,主要原因由于生物炭之间比表面积以及孔隙的差异,造成不同生物炭与重金属之间的离子交换和沉淀作用不同。