近年來,，我國(guó)的工業(yè)水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)都在高速發(fā)展,，但是環(huán)境保護(hù)、污染治理的工作卻未能及時(shí)跟上,，許多生活和工業(yè)廢水未經(jīng)處理就直接流入附近的水體中,，對(duì)水環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重，特別是水中有機(jī)污染物含量逐漸升高,，成分也越來越復(fù)雜,。
目前，我國(guó)水體有機(jī)微污染（如多環(huán)芳烴〈PAHs〉,、多氯聯(lián)苯〈PCBs〉,、芳香硝基化合物）日趨嚴(yán)重，對(duì)飲用水安全和人群健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅,。更值得關(guān)注的是,，當(dāng)前的水處理技術(shù)尚難以有效去除此類有機(jī)污染物。因此,，尋找經(jīng)濟(jì)高效,、適合于飲用水處理的新型吸附劑已成為環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)之一,。
在國(guó)家自然科學(xué)基金等的資助下，浙江大學(xué)環(huán)境科學(xué)系教授陳寶梁等以松針作為生物質(zhì)代表,，通過控制不同炭化溫度（100～700℃）,，制備了一系列生物碳質(zhì)吸附劑，并對(duì)制備的生物碳質(zhì)吸附劑的結(jié)構(gòu)和表面特征進(jìn)行了深入研究,。他們以4-硝基甲苯為目標(biāo),，探討了吸附劑在水中對(duì)有機(jī)污染物的吸附性能、機(jī)理及與其結(jié)構(gòu)特征之間的定量關(guān)系,，為制備經(jīng)濟(jì)高效吸附劑以及預(yù)測(cè)其吸附性能與機(jī)制提供了理論依據(jù),。
這一成果發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)B輯：化學(xué)》2008年第6期上。
難解的水體有機(jī)污染問題
陳寶梁指出,，我國(guó)本身就是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家,，而大量廢水特別是焦化廢水、精細(xì)化工和染料等難降解有機(jī)廢水未經(jīng)處理直接排放或沒有達(dá)標(biāo)排放,，又導(dǎo)致了水質(zhì)性缺水,。
例如，我國(guó)醫(yī)藥制造業(yè)和化學(xué)工業(yè)廢水年發(fā)生量分別為3.16億噸和38.35億噸,，而達(dá)標(biāo)排放率僅為57%～63%,；城市生活污水排放量約為195億噸/年，處理率不到20%,。由此造成水污染尤其是持久性有機(jī)污染物（POPs）日益嚴(yán)重,，特別是其中痕量的有機(jī)污染物常具高生物積累性、“三致”（致突變性,、致癌性,、致畸性）效應(yīng)，對(duì)飲用水安全和人群健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅,。
目前對(duì)有機(jī)污染廢水多采用單一破壞處理的方法,，成本高、浪費(fèi)資源,。而以資源化技術(shù)為核心的集成處理工藝,，由于符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，開始備受推崇,。其中,，吸附法是有機(jī)污染物治理與資源化的有效方法之一。
陳寶梁評(píng)價(jià),，有機(jī)污染物的吸附作用是非常典型的環(huán)境化學(xué)行為,，決定其在土壤和水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化、歸趨、生物生態(tài)效應(yīng)及修復(fù)或緩解途徑和機(jī)制,，因此，研究其吸附機(jī)理一直是環(huán)境科學(xué)和土壤化學(xué)的熱點(diǎn)方向之一,。
據(jù)陳寶梁介紹,，尋找經(jīng)濟(jì)高效、適合于飲用水處理的新型吸附劑已成為環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)之一,，其中涉及活性炭,、有機(jī)黏土、三油酸甘油酯-活性炭復(fù)合吸附劑等,。目前常用的活性炭對(duì)有機(jī)污染物的吸附機(jī)理為表面吸附,，吸附容量大小取決于比表面積大小，容易飽和,，存在競(jìng)爭(zhēng)吸附,，故在使用過程中需要不斷再生；因此,，對(duì)親脂性持久性有機(jī)污染物的吸附效果不理想,。
“當(dāng)前，學(xué)界對(duì)環(huán)境友好的生物碳質(zhì)吸附劑的研究幾乎為空白,。”他說,。
大有可為的生物碳質(zhì)吸附劑
陳寶梁指出，環(huán)境中普遍存在的生物碳質(zhì)如木炭,、焦炭,、煙炱等，具有超強(qiáng)的吸附性能,，而我國(guó)這方面的資源非常豐富,。
據(jù)陳寶梁提供的數(shù)據(jù)，我國(guó)每年僅秸稈就產(chǎn)生6億多噸,，占世界秸稈總產(chǎn)量的20%～30%,，但其中80%左右被廢棄或燃燒，浪費(fèi)了大量資源且嚴(yán)重污染環(huán)境,。
但是,，如果能夠使這些生物質(zhì)實(shí)現(xiàn)“二次資源化”，特別是利用廢棄生物質(zhì)制備高性能的生物質(zhì)吸附材料,，用于去除廢水或飲用水中難降解有毒有機(jī)污染物,，就能夠真正實(shí)現(xiàn)以廢治廢，對(duì)構(gòu)建資源節(jié)約型,、環(huán)境友好型社會(huì),，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有重要意義。
陳寶梁認(rèn)為，生物碳質(zhì)吸附劑不僅原料來源豐富,、成本低廉,，而且制備工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高,、結(jié)構(gòu)功能可調(diào),。它還具有多功能的吸附性能，可同時(shí)去除廢水中多種有機(jī)污染物或重金屬—有機(jī)物復(fù)合污染物,，回收再生利用也相對(duì)簡(jiǎn)單,。
陳寶梁同時(shí)指出，生物碳質(zhì)吸附劑的吸附機(jī)理,，特別是其與生物碳質(zhì)的結(jié)構(gòu)之間的定量關(guān)系尚待深入研究,，這將為模擬“環(huán)境碳黑”設(shè)計(jì)和制備高性能環(huán)境友好的生物碳質(zhì)吸附材料提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。
從“軟碳”到“硬碳”
