生物炭是一种有效去除废水中汞(Hg(II))的环境友好型材料，但其大规模应用仍受到生物炭较高的制备成本限制。因此，迫切需要进行技术经济评估以量化生物炭制备的成本效益比，推动其从实验室走向市场。

　　东北地理所湿地生物与环境学科组研究人员，利用工业副产品硫化钠和松木末在马弗炉中制备改性生物炭，并从有效性、安全性、经济性三方面系统评估了改性生物炭对废水中Hg的去除效率、吸附稳定性与效费比，为推动生物炭工业化生产和规模化应用提供基础数据和指导。

　　研究结果表明：在300 条件下制备的硫化钠改性生物炭(SBC300)相比500 和700 有着更高的Hg(II)去除能力，对模拟废水中Hg的去除率高达96.4%，对实际废水中Hg的去除率高达70.2%。通过解吸实验、动力学实验以及SEM和XPS表征，发现SBC300的Hg净化机制主要为表面吸附和C-S，C-S-C官能团与Hg(II)在表面形成稳定的HgS沉淀，且解吸率极低，表明SBC300吸附Hg后具有较高的稳定性。通过制备工艺能源与原材料消耗、产率、去除率及稳定性三方面评估发现，利用SBC300从废水中去除1g汞的成本仅为1.74美元，与未改性生物炭相比经济性提高24.7%。

图1未改性生物炭(UBC)和改性生物炭(SBC)的Hg(II)去除率和解吸率

图2UBC300(a，b)和SBC300(c，d)吸附前(a，c)和吸附后(b，d)的SEM图像

图3 C1s (a)、S2p (b)和Hg4f (c) 吸附吸附 Hg 前后的XPS光谱

　　相关研究成果发表在工程技术领域重要期刊FUEL上，论文第一作者为湿地生物与环境科学科组硕士研究生赵雯雯，通讯作者为张仲胜研究员。该研究得到了国家自然科学基金(U20A2083. U19A2042)和国际科学组织联盟专业协会(ANSO-PA-2020- 14)的资助。

　　论文信息：

　　Zhao, W., Zhang, Z., Xin, Y., Xiao, R., Gao, F., Wu, H., ... & Lu, K. (2024). Na2S-modified biochar for Hg (II) removal from wastewater: A techno-economic assessment. Fuel, 356. 129641.

　　原文链接：

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S001623612302255X