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随着砷污染水体、土壤的面积扩大,砷污染正向人们步步逼近,严重威胁着人们的健康和生命安全。本文使用玉米秸秆制备原始生物炭,通过浸渍法合成铁锰铈-生物炭复合材料,筛选出最优的复合材料的重量配比,探究其对环境中As的吸附机制,并再通过盆栽试验,探究复合材料对As污染稻田的调控。主要的研究内容如下:(1)制备铁锰铈-生物炭复合材料我们采用浸渍法制备了铁锰铈-生物炭复合材料(FMCBCs),并研究其理化性质去除As(III)的效果。随着FMCBCs添加Ce的增加,增大了FMCBCs的比表面积,增加了FMCBCs表面羟基和羧基的数量。使用伪二阶动力学很好地表征了FMCBCs对As(III)的吸附,性能最好的FMCBC3(FMCBC3的吸附量为8.47 mg·g-1)。当pH=3时,FMCBC3对As(III)的吸附量可以到达最大值,随着NO3-浓度的增加,FMCBC3对As(III)的吸附能力不断的增加。此外,8 g·L-1的用量下,FMCBC3对As(III)的去除率为99%,这说明它作为一种吸附剂,在去除污染水中的As(III)方面具有巨大的潜力。(2)探究铁锰铈-生物炭复合材料吸附As的机制通过SEM和XPS分析证实Fe、Mn、Ce成功地加载到BC表面。伪二阶动力学模型相比于伪一级动力学模型能更合适描述FMCBCs的吸附过程。FMCBC3对于As(III)的的吸附容量达到8.74 mg?L-1,是BC的3.27倍。试验发现pH值对FMCBC3吸附As(III)的效果有显著的影响。当反应体系的pH=3时,对于As(III)的吸附量明显看出达到最大值。磷酸盐离子对吸附有抑制作用,相反,硝酸盐和硫酸盐离子促进As(III)的吸附,随着NO3-和SO42-浓度的升高,FMCBC3对于As(III)的吸附效果有明显的提升。相似的,当体系中腐殖酸浓度加大,FMCBC3对As(III)的吸附容量逐渐降低,但当体系中腐殖酸浓度较低时,对吸附作用产生促进作用。通过XPS分析发现,FMCBC3对As(III)的吸附,通过FMCBC3产生的氧化还原和表面络合反应进行。因此,FMCBC3在净化砷污染水方面具有很大的潜力。(3)铁锰铈-生物炭复合材料降低了As污染土壤对水稻的毒害添加铁锰铈-生物炭复合材料(FMCBCs)可以促进水稻生长,降低了各部分As的含量,同时提升了籽粒的产量和籽粒的品质。与CK相比,在高、中、低As污染土壤中,施加2%的FMCBC3可以最大程度上提高水稻籽粒的产量和品质,保证粮食安全。向三种污染土壤中,施加2%的FMCBC3可以使水稻籽粒产量提高68.41%、64.27%和61.45%,其中籽粒中必需氨基酸占总氨基酸的比例都提高了44.62%、42.79%和31.01%。试验发现,施加吸附材料还可以增加水稻根际铁锰膜的含量,从而阻止水稻吸收As,最大程度避免了As污染土壤的毒害作用。