科技日報記者 楊侖
14日,記者從中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所獲悉,該所科研人員制備出一種改性生物炭,大幅降低了廢水中汞污染的治理成本。相關研究成果發(fā)表在工程技術領域期刊《燃料》上。
汞作為一種全球性污染物,可引發(fā)“水俁病”等環(huán)境問題,長期以來被國內外科學家廣泛關注。作為環(huán)境友好型材料,生物炭可高效凈化水體中汞污染,但制備成本較高,極大限制了其在環(huán)境治理中的大規(guī)模應用。因此,亟待開展技術經濟評估以量化生物炭凈化汞污染的成本,指導并推動其從實驗室走向市場。
東北地理所濕地生物與環(huán)境學科組研究人員,利用工業(yè)副產品硫化鈉與木材加工副產品松木末制備改性生物炭,并從有效性、安全性、經濟性三方面系統(tǒng)評估了改性生物炭凈化廢水中汞污染的效果,為推動生物炭工業(yè)化生產和規(guī)?;瘧锰峁┗A數據和指導。
研究結果表明,在300 條件下制備的硫化鈉改性生物炭(SBC300)具有極高的汞去除能力,對模擬廢水中汞的去除率高達96.4%,對實際廢水中汞的去除率高達70.2%。通過吸附—解吸實驗、動力學實驗及相關光譜表征,科研人員發(fā)現,改性生物炭中大量的含硫基團可與汞有效結合形成硫化汞沉淀,凈化汞污染不僅效率高、速度快,而且具有極高的環(huán)境穩(wěn)定性。
科研人員通過綜合考察改性生物炭制備過程中能源與原材料消耗、生物炭產率、汞污染去除率及穩(wěn)定性等多方面因素,系統(tǒng)評估后發(fā)現,利用SBC300從廢水中去除1克汞的成本僅為1.74美元,與未改性生物炭相比,汞污染治理成本降低了24.7%。
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