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沉水植物为水体中初级生产者,在水体物质循环及非生物和生物过程中起着重要作用,常被用来修复富营养化水体,长期维持水体清澈和生态平衡。但沉水植物的生长具有季节性,生物量过大、秋冬自然死亡可能释放营养盐,造成二次污染,需要采用收割法对其生长进行管理。工业、农业发展使得水体中草甘膦、铜污染增多,高浓度的污染会抑制沉水植物生长,影响修复效果。为了提高沉水植物废弃物资源化程度,并去除沉水植物生长胁迫因素:草甘膦和铜。本文使用生长茂盛期收割的三种沉水植物植株为原料,分别在250℃、350℃、450℃高温下炭化2h,制得9种沉水植物基生物炭,表征并测量基本性质。选取KC350、YL250和HW450吸附水体中单一草甘膦或铜污染,研究各实验条件对吸附效果的影响,使用吸附动力学曲线和吸附等温曲线拟合两污染物的吸附过程。探究复合污染水体中草甘膦和铜相互影响规律,用响应面法优化HW450对草甘膦和铜复合污染最优吸附条件。以下是本文主要研究结果:(1)9种沉水植物基生物炭的产率为35.11%-61.74%,p H为7.52-10.84,热解温度升高使得相同基质的生物炭产率降低,碱性增强;吸附碘值为423.39-607.49mg·g-1,比表面积为93.68-135.32 m2·g-1,其中HW450的吸附碘值及比表面积均大于其它8种生物炭;扫描电镜显示苦草基生物炭、伊乐藻基生物炭及HW250为蜂窝状孔结构,HW350、HW450为纤维状结构;热重分析显示炭化过程均可分成三个阶段:脱水—热解—固碳;红外光谱显示生物炭含有烯烃、炔烃、烷烃、含氧官能团,炭化温度升高,生物炭部分化学键消失或偏移。(2)铜和草甘膦的去除率随吸附时间的增速由快到慢,48小时后基本达到平衡;在生物炭吸附饱和范围内,去除率随溶液浓度增加而增加,三种沉水植物基生物炭对Cu2+的最大吸附量为86.347-113.686 mg/g,对草甘膦的最大吸附量为51.624-77.768 mg/g;在适合p H范围内,草甘膦和铜的去除率随p H先增后减,铜比草甘膦变化显著,除KC350吸附铜在p H=4去除率最大,其他五组实验均在p H=5时达到最大去除效果;生物炭投加量增加,能提高草甘膦和铜的去除率,平衡后铜的去除率接近100%,HW350、YL250、HW450对草甘膦的去除率分别为75.6%、76.5%、90.4%。除了HW450吸附Cu2+符合准一级方程,其他均符合准二级方程;三种生物炭对草甘膦和铜的吸附更符合Langmuir方程。综合六组吸附实验,三种生物炭的吸附性能表现为:HW450>YL250>KC350;对草甘膦和铜单一污染去除效果为:Cu2+>草甘膦。(3)铜能促进生物炭HW450吸附草甘膦污染,浓度越高,促进效果越显著。高浓度的草甘膦能抑制低浓度Cu2+的吸附,高浓度的Cu2+去除率受草甘膦浓度的影响较小。p H、HW450投加量、Cu2+浓度对生物炭吸附草甘膦和铜复合污染的交叉响应排序为:HW450投加量>Cu2+浓度>p H值。在p H=5.21,HW450投加量=0.06g,Cu2+浓度=27.32mg/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%,Cu2+为100%。