بیوچار لجن فاضلاب: ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و جزءبندی فلزات روی و سرب

یکی از فاکتورهای موثر بر ویژگی‌های بیوچار، دمای گرماکافت است. هدف از این مطالعه، بررسی اثر دمای گرماکافت بر ویژگی‌های شیمیایی و جزءبندی روی (zn) و سرب (pb) در بیوچارهای تولید شده از لجن فاضلاب بود. بیوچارها در دماهای 300 تا 700 درجه سانتی‌گراد آماده و خصوصیات فیزیکوشیمیایی، قابلیت استفاده و جزءبندی zn و pb بررسی شدند. نتایج نشان داد که ph، phzpc، درصد کربنات کلسیم، ظرفیت تبادل کاتیونی، سطح ویژه و تخلخل در بیوچارها نسبت به ماده خام بیشتر بود و با افزایش دمای تولید بیوچار این ویژگی‌ها نیز افزایش یافتند. در طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) مشخص شد که گروه عاملی  ohبه‌شکل آزاد یا در ساختار coh و cooh و گروهای –ch2 آلیفاتیک در لجن فاضلاب وجود داشت و در بیوچارها شدت این پیک‌ها کاهش و در مقابل پیک‌های نشان‌دهنده ساختارهای آرماتیکی پیچیده نمایان شدند. در مقایسه با لجن فاضلاب قابلیت استفاده zn و pb کاهش یافت. نتایج جزءبندی نشان‌دهنده زیست‌فراهمی و سمیت pb و  znدر لجن فاضلاب بود. در تبدیل لجن به بیوچار در دماهای مختلف مقدار جزءهای اکسید و باقیمانده این دو فلز افزایش یافت. به نظر می‌رسد تولید بیوچار از لجن فاضلاب، سمیت و زیست فراهمی zn و pb کاهش و با افزایش دمای تولید، پتانسیل زیست فراهمی (پیوند با ماده آلی) و غیرسمی بودن (باقیمانده) این فلزات افزایش می‌یابد.

sewage sludge biochar: physicochemical properties and fractionation of zinc and lead metals

one of the significant factors affecting biochar properties is the pyrolysis temperature. this study aimed to investigate the effect of pyrolysis temperature on the properties and fractionation of zn and pb in biochars produced by sewage sludge. biochars were prepared at temperatures of 300 to 700 °c and the physicochemical properties, availability, and fractionation of zn and pb were investigated. the results showed that ph, phzpc, percentage of calcium carbonate, cation exchange capacity, specific surface area, and porosity in biochars were higher than in the feedstock. by increasing biochar production temperature, the mentioned properties increased. ftir revealed that the oh functional group is present in free form, either in the structure of coh and cooh and aliphaticch2 groups in the sewage sludge. by converting sewage sludge to biochar, the intensity of these peaks decreased. in contrast, peaks representing complex aromatic structures appeared. the availability of zn and pb in biochar was reduced as compared to sewage sludge. the results of fractionation indicated that sewage sludge has bioavailability and toxicity of pb and zn. the amount of oxide and residual fractions of these two metals increased by converting sewage sludge to biochar at different temperatures. therefore, it seems that biochar production from sewage sludge reduces the toxicity and bioavailability of zn and pb. also, by incrementing the temperature of production, the bioavailability potential (bonding with organic matter), and nontoxicity (residual) of these metals increased.