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活性炭在沉积物中隔离多溴联苯醚
文章作者:韩研网络部 更新时间:2018-8-22 17:13:41

  多溴联苯醚广泛存在于沉积物中,尤其是五溴二苯醚配方中的同源物。由于它们对活性炭的强烈亲和力,在活性炭修正的沉积物中多溴联苯醚的生物利用度可能会降低。在这项研究中,我们首先测量自由溶解浓度,并评价活性炭,生物炭和木炭之间的差异。活性炭显示出比生物炭或木炭更大的隔离能力。在与低的有机碳(OC)的含量(0.12%),沉淀物1%修正率。活性炭、生物炭和木炭分别使6种多溴二苯醚降低了94.1-98.3%,47.5-78.0%和47.3-77.5%,而含OC量高的沉积物中封存更为有限(0.87%)。因此,重要的是要考虑基于活性炭的修复或缓解中活性炭和沉积物的类型和性质。

  多溴联苯醚(PBDEs)是一组疏水性溴化阻燃剂,广泛用于各种消费品,从汽车配件,塑料,纺织品,家具泡沫到电子设备,以防止火灾的蔓延。主要使用三种商业化的PBDEs配方,即五溴二苯醚,十八溴二苯醚和十溴二苯醚,其中五溴二苯醚由于其占主导地位的全球消费量和相对较高的生态毒性而受到更多关注。活性炭可以增强沉积物中HOCs的吸附或固定。活性炭吸附剂已被广泛用于污染治理,以隔离床沉积物中的HOC并减少其对水柱的通量。然而,活性炭材料的起源和物理化学性质(例如,表面积,微孔隙)差异很大,对它们的差异对隔离沉积物PBDEs的效果了解得比较少。

  根据不同的原料,燃烧方法以及广泛的可用性和应用,选择了三种不同的材料,包括活性炭,木炭和生物炭。活性炭。木炭来源于木质素材料在400°C下的燃烧。生物炭样品是通过原料在400℃下不完全燃烧而产生的。将所有活性炭材料在研钵中研磨,通过100目(0.149mm孔径),并在使用前在室温下储存。如上所述分析活性炭材料的OC含量。使用表面积分析仪,通过BET氮等温线测定比表面积(SSA)和微孔率。活性炭,生物炭,木炭。

  为了比较活性炭材料降低沉积物中不含多溴二苯醚的C的有效性,在用于纤维暴露之前,用活性炭,木炭或生物炭对JL和SD沉积物进行了修正。在沉淀物中加入100μg/ kg的每种多溴二苯醚同源物,并如上所述平衡7天,然后在0(未修正对照),0.5,1.0,1.5,3.0和6.0下与活性炭,木炭或生物炭混合。基于沉积物干重的%。活性炭修正的沉积物在120rpm下混合7天以产生PBDE污染的沉积物样品。将等份的经修正的沉淀物(1.0g,干重),一片1cm PDMS纤维和1.5mL水置于20mL玻璃小瓶中以测量C 自由度如上所述的PBDEs。混合7天后,回收PDMS纤维,提取并分析。

  图1:活性炭在混合条件下沉积物中PDMS纤维的吸收动力学。

  隔离多溴联苯醚中活性炭类型的差异

  在平衡时,通过活性炭吸附或隔离PBDEs反映了它们在PDMS纤维(C PDMS)上检测到的水平的变化。在JL沉积物中,随着活性炭修正,C PDMS显着下降,并且活性炭的类型之间的减少不同(图2)。例如,当用生物炭以0.5%修正JL沉积物时,C PDMS降低至未沉降沉积物中的水平的30.0-67.8%。木炭(29.7-63.5%)的效果与生物炭相似(图2)。相比之下,活性炭修正沉积物中C PDMS的下降幅度更大(图2))。例如,在含有0.5%活性炭的JL沉淀物中,对于不同的同源物,C PDMS降低至未改良处理的水平的1.8-8.1%。平均而言,添加1.0%的活性炭导致所选BDE同系物的C PDMS降低至对照水平的1.7-5.9%,这表明活性炭在沉积物中螯合PBDEs的能力远远高于其他黑碳材料。

  图2:水中沉积物中PDMS纤维上的BDE 47(A),85(B),99(C),100(D),153(E)和154(F)浓度用不同类型的活性炭的隔离效果。

  在这项研究中,开发了一种方法用于测量沉积物中不含多溴二苯醚的C,该方法进一步用于比较不同活性炭材料通过降低C free来封存多溴联苯醚的效率。该研究的结果表明,尽管不含多溴二苯醚的C通过活性炭修正而降低,但不同类型的活性炭之间的降低差异很大,活性炭显示出比生物炭或木炭更高的效率。此外,可能由于其微孔的分布不同,活性炭优先隔离低溴化溴化BDE,而生物炭或木炭显示出选择性吸附高溴化溴化二苯醚。减少C.免费由同一活性炭修正案还沉积物之间的差异很大,和更高的OC含量似乎抑制炭黑的效果。另一方面,活性炭的隔离能力可能由于老化效应而改变,因为天然有机物质或胶体可能竞争吸附位点或阻塞微孔。因此,在应用于受污染沉积物的原位修复之前,需要进一步了解老化对活性炭多溴二苯醚和其他HOCs的隔离作用以及对活性炭类型的依赖性。

文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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