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随着药品及个人护理品(Pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)这类新型离子型有机污染物的有效成分在多种环境介质中不断被检出,对生态环境和人类健康产生了潜在的巨大危害。同时,作为世界秸秆产量第一的大国,我国焚烧或废弃的秸秆数量庞大,导致大气污染问题严峻的同时也对人类健康造成了严重影响。在倡导生态文明建设和可持续发展的背景下,尽量避免污染和废弃物质的资源化利用成为解决问题的关键。因此,选取陕西关中盛产的玉米秸秆作为原料,制备出的生物炭(Biochar,BC)作为吸附剂,并选取氯贝酸(Clofibric acid,CA)、磺胺甲嘧啶(Sulfamerazine,SMZ)和扑热息痛(Paracetamol,PRCT)三种不同PPCPs作为吸附质,针对PPCPs类可解离型污染物在水生环境中的污染去除这一问题,设计了材料表征、等温吸附、共吸附等试验,探究不同温度制备的玉米秸秆生物炭对不同PPCPs的吸附效果及机制,为秸秆生物炭去除水环境中PPCPs的实际应用提供一定的理论基础。已有研究表明电荷辅助氢键(Charge-assisted hydrogen bond,CAHB)吸附作用是碳材料吸附可解离型有机污染物的重要机制,本研究重点分析了 CAHB在生物炭吸附去除不同PPCPs有机污染物中的重要作用,主要研究结果如下:1.对吸附剂生物炭的理化性质进行测定分析:BET 比表面积测定得到BCs-300的比表面积为25.55 m2/g,BCs-600的比表面积为98.94 m2/g且存在数量更多的微孔和介孔,孔隙结构发育更为完整和丰富;元素组成和红外光谱表明BCs-300和BCs-600表面具有-OH、-COOH和C=O等含氧官能团;表面官能团和碳酸盐使二者具有较好的缓冲性,其中BCs-300的缓冲范围为pH 4.0~11.0,BCs-600的缓冲范围为pH 4.0~10.0;检测得到BCs-300的等电点约为7.2;BCs-600的等电点约为9.8。2.选取孔隙结构更丰富的BCs-600作为吸附剂进行吸附动力学研究,结果如下:动力学曲线符合准二级动力学模型,说明吸附速率由化学吸附过程控制。Freundlich、Langmuir和Dubinin-Radushkevich三种模型对等温吸附数据拟合效果良好(r2>0.9600)。但相比于Langmuir模型(r2=0.9685~0.9983),Freundlich模型(r2=0.9869~0.9994)的拟合效果更好,表明三种PPCPs在BCs-300和BCs-600上的吸附为非单层吸附,通过Dubinin-Radushkevich计算吸附自由能发现吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。3.比表面积归一化后,BCs-300对三种PPCPs吸附量的大小顺序为SMZ>PRCT>CA,BCs-600对三者的吸附效果为PRCT>SMZ≥CA,发现吸附效果的差异是CAHB导致的,CAHB强吸附效果通常更好。对三种PPCPs在两种BCs上吸附前后的红外光谱图分析揭示了CAHB形成的内在机制,并通过解吸实验中的滞后现象进一步证实CAHB作用是导致三种PPCPs在两种BCs吸附产生差异的主要原因。比表面积归一化后的结果显示:CA、SMZ和PRCT在BCs-300上的吸附量均高于在BCs-600上的吸附量,这主要是由于BCs-300表面含有较多含氧官能团导致的。4.针对环境中不同PPCPs污染物并非单一存在的现象,设计了三种PPCPs两两共存时在BCs上的吸附实验,并对共存体系的吸附情况得到以下结论:1)当以BCs-300为吸附剂时,共存SMZ提高了 CA的吸附,而共存PRCT却降低了 CA的吸附;共存CA和PRCT对SMZ的吸附均产生协同作用;共存CA增加了 PRCT的吸附,而共存SMZ却没有明显影响PRCT的吸附。2)当以BCs-600为吸附剂时,共存SMZ抑制了 CA的吸附,而共存PRCT对CA的吸附却没有产生明显影响;共存CA和PRCT对SMZ的吸附均产生协同作用;共存CA和SMZ均没有影响PRCT的吸附。这些结果表明,不同共存化合物会对目标污染物的环境行为产生完全不同的影响。