改性水稻秸秆对水中多菌灵的去除研究(2)
目前水中有机物去除方法有物理方法、化学方法、生物消解，包括吸附法、氧化还原法、紫外辐射消毒法、离子交换法、过滤法等。多种方法虽然能有效去除环境中的农药，但由于操作条件要求高、成本高等原因，难以广泛应用。吸附技术具有处理效率高、反应速率快、成本低、操作简捷、环境友好等优势，是使用最广泛的水净化技术，受到持续关注和广泛研究，并逐步得到推广应用[8]。高俊敏[9]用含甲氰菊酯农药的模拟水样进行混凝-活性炭吸附处理，甲氰菊酯去除率可达81.6%。活性炭因为其比表面积大、吸附能力强而被较广泛研究，但由于其价格相对较高且不易回收等缺点，不易被规模化推广使用。因此，如果能降低吸附材料制作成本，简化制作工艺，利用工农业生产中的具有吸附性的副产品，如钢渣、稻壳、秸秆等制作高效、廉价和环境友好的吸附剂，将对吸附水环境中的有机物有重要现实意义。
作为农业大国，中国每年收获丰富的农产品，同时产生大量农业副产物。目前，秸秆产量达到7×108吨/年,水稻、小麦和玉米秸秆作为农作物秸秆的主体，占总量的80%以上 [10]。传统的燃烧、丢弃对生态环境造成严重污染。利用秸秆廉价易得、可再生、易降解和环境友好的优势，将其资源化，实现“以废治废”将对实现循环经济、治理污染和环境保护具有重要意义。
作为吸附材料，秸秆目前有以下几种处理方式：未经化学处理而直接应用于水体净化；二是通过不同的化学方法和高温炭化等将原始生物材料进行改性、修饰和活化，提高其对特定吸附质的吸附性能；三是对农业副产物进行高温炭化和活化，制作成活性炭或生物质碳[8]。
利用秸秆制作的廉价环保的吸附剂对污染物有较好的处理效果。刘江国[11]等利用玉米秸秆制成吸附剂来净化土霉素废水，结果显示在中性条件下，30min内，秸秆对土霉素的吸附率可达97.2%以上。葛超超[12]等探究了水稻秸秆生物炭对除草剂异丙甲草胺的吸附和缓释作用，结果表明，在热解为度为350摄氏度下得到的生物炭的吸附能力明显高于未处理秸秆。王开花[13]用玉米秸秆颗粒对亚甲基蓝模拟染料废水进行吸附处理，脱色率可达90%以上。
秸秆主要由纤文素、半纤文素、木质素组成。秸秆的吸附主要依靠其含有的功能性基团，如肽链、羟基、羧基等与吸附质发生作用。秸秆本身存在丰富的孔结构和较大的比表面积，对有小分子有吸附性能，但因为其含有大量羟基，使其分子链之间和分子链内部存在大量氢键，影响其吸附性能[14]。直接利用时吸附容量不理想。通过化学改性，发生涉及羟基的反应，引入增强吸附性能的官能团，减少纤文素网络结构中的氢键。
目前已有的改性常用的化学方法有碱法、氧化法、酯化法等[15]。本研究选取KMnO4、KOH、KOH+H2O2三种方法对水稻秸秆进行改性，考察其对模拟水样中的农药多菌灵的吸附效果和性能，比较其与未改性秸秆的性能差别。目前的秸秆吸附研究多集中在重金属和染料等物质上，对农药多菌灵的吸附研究没有报道。本研究旨在用简捷的方法将秸秆改性，为水环境中农药的去除提供一种有效的方法，为设计在农田河道中应用的净化器提供理论基础，同时实现秸秆资源化，具有重要的现实意义。