生物炭基微膠囊緩釋材料的制備及其強化氯代烴降解效果

摘要：強化厭氧生物降解是一種極具應用前景的氯代有機物污染地下水修復技術。本研究利用微膠囊技術，制備了一種以海藻酸鈉為包埋劑、生物炭為負載基體、有機碳源和零價鐵為有效成分的緩釋修復材料，優化了材料制備條件并探究了其對地下水中氯代烴強化生物還原脫氯效果。結果表明，大豆油緩釋碳性能最佳，可作為材料中長效有機碳源；微膠囊最佳包埋條件為海藻酸鈉濃度（m∶V）2.5%、CaCl2溶液濃度（m∶V）6%、固化時間12 h；材料有效組分最佳質量百分含量（m∶m）為零價鐵10%、大豆油45%和生物炭10%。通過FTIR、XPS、XRD等表征發現材料含有C O、Fe O等官能團，證明零價鐵和大豆油已成功負載于生物炭表面。優選微膠囊材料處理480 h后對地下水中1，1，1-三氯乙烷（1，1，1-TCA）的去除率達到95.76%，顯著高于商業修復藥劑，且可維持體系較低的氧化還原電位及中性pH環境。研究表明，本研究獲得的生物炭基微膠囊緩釋材料具有脫氯效率高、處理周期長、原料廉價易得、環境友好等特點，可作為一種理想的工農業氯代有機物污染地下水強化厭氧生物修復材料。

關鍵詞：氯代有機物污染；生物炭；緩釋碳源；微膠囊；強化生物還原脫氯

中圖分類號：TB34；X523 文獻標志碼：A 文章編號：2095-6819（2025）02-0412-09 doi： 10.13254/j.jare.2023.0807

隨著工農業生產的快速發展，土壤與地下水中氯代有機物的污染狀況日趨嚴重[1-2]，已引起廣泛重視。氯代有機污染物具有難降解性、高生物積累性及“三致”（致癌、致畸、致突變）效應，對人類健康及生態環境造成威脅[3-4]。2005—2019年間我國163處有機污染場地地下水中鹵代有機物的檢出比例高達84%[5]，美國環境保護局超級基金場地約有42%的地下水已受到三氯乙烯的嚴重污染[6]?！?br>