菲对多孔介质中生物炭胶体传输影响的可视化研究

生物炭胶体（BCs）由于具有高比表面积等特性，故可用作治理菲的吸附材料。了解菲对生物碳胶体迁移的影响有助于促进菲在土壤和水体中的去除。本文首次采用一维砂柱模型，研究了不同环境因子（pH、离子强度（IS）、介质粒径）下菲对生物炭胶体迁移的影响，并结合实时可视化系统探讨了生物炭胶体在二维砂槽中的迁移机理。结果表明，菲吸附在生物炭胶体表面，屏蔽了其表面电荷，降低了生物炭胶体在多孔介质中的迁移率。酸性条件促进了生物炭胶体的团聚和菲的吸附，导致生物炭胶体的最大穿透速率比在碱性条件下降低了51.03%。对于高离子强度条件也是如此，其中生物炭胶体的最大穿透率在离子强度为50时仅为0.95%。此外，介质颗粒大小和生物炭胶体迁移率之间存在明显的正相关性。随着石英砂粒径的增大，在一维实验中，生物炭胶体的最大穿透率分别为2.67%、33.28%和52.27%，在二维实验中，分别为0、13.88%和13.10%。在细颗粒条件下，生物炭胶体与介质的接触面积扩大，导致在低电位下受菲影响的生物炭胶体迁移率显著降低。这一发现对生物炭在菲污染土壤和地下水修复中的应用具有重要意义。

该成果得到国家重点研发计划，国家自然科学基金项目，黑龙江省杰出青年项目，寒地粮食作物种质创新与生理生态教育部重点实验室的资助，已在中科院SCI一区TOP期刊《Science of the Total Environment》上正式发表。

题目：Visualization of phenanthrene effect on biochar colloids transport in porous media

来源：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171867.