《表2 生物炭覆盖后Cu释放动力学拟合参数》

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《生物炭原位覆盖对重金属铜的污染控制》

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本研究采用一级动力学方程、二级动力学方程和Elovich方程对沉积物中铜的释放过程进行了拟合，结果如表2所示。可知:一级动力学和二级动力学方程均能较好地拟合铜的释放过程，二级动力学方程拟合度均高于一级动力学方程和Elovich方程。因此，生物炭原位覆盖后铜的释放过程更符合二级动力学方程。二级动力学方程描述的是以化学吸附控制为主的吸附解吸过程，这个过程主要涉及吸附剂与吸附质之间的电子共用或电子转移。这说明铜的释放过程是由化学吸附速率控制的吸附解吸过程[11，22-23]。本试验中未覆盖生物炭条件下沉积物中重金属铜的释放更符合一级动力学方程。一级动力学方程主要描述溶质在溶液体相或界面处受扩散步骤控制的吸附解吸过程。这说明随着生物炭覆盖量的增加，沉积物中重金属铜的释放除了受扩散控制外，还受化学解吸过程控制。Elovich方程描述的是包括一系列反应机制的过程，如溶质在溶液体相或界面处的扩散、表面的活化与去活化作用等物理化学吸附过程。本试验中，在有氨基修饰生物炭覆盖的条件下，Elovich方程的拟合度普遍低于无生物炭覆盖的样品。高pH条件下Elovich方程拟合度低于低pH条件，推测是在碱性情况下重金属Cu2+与氨基生物炭表面络合作用因为H+的减少而得到促进，为正常的扩散增加了阻力偏离了扩散方程。碱性环境增强了氨基生物炭对Cu2+的吸附力度，即由于部分络合沉淀作用使得碱性环境下重金属铜的释放量较中性和酸性情况下有所减少[24]。通过动力学模拟结果可知，氨基生物炭对铜的吸附过程符合物理化学吸附过程[25]。