ABSTRACT Batch adsorption experiments were performed to investigate the effect of different biochars (corn straw biochar (S-CSB), wheat straw biochar (S-WSB), rice husk biochar (S-RHB) and licorice root pulp biochar (S-LRB) each at 3% w/w) application on the kinetics, isotherms and thermodynamic parameters of nickel (Ni) adsorption onto a calcareous soil. The kinetics of Ni adsorption as a function of time was evaluated by seven different kinetic models. Also, the equilibrium adsorption data of Ni were analyzed by the Freundlich, Langmuir, and Temkin adsorption models. Two-constant rate model was best for the description of Ni adsorption kinetic and the S-CSB had the greatest adsorption rate of Ni (a = 841.5 (mg Ni kg−1 h−1)b and b= 0.030 [(mg Ni kg−1)]−1) among all the soil treatments. The Freundlich isotherm model had the best fit for the Ni equilibrium adsorption data, indicating multilayer adsorption. The maximum adsorption capacity of Ni (Qm) was increased by the addition of all the biochars to the soil and the highest amount was observed in S-CSB treatment (1.683 mg Ni g−1). This was mainly attributed to the CSB properties such as high amounts of CaCO3 and phosphorus. The Ni adsorption process onto the calcareous soil was endothermic, spontaneous and irreversible in nature according to the thermodynamic parameters (ΔG, ΔH and ΔS). In conclusion, it seems that the S-CSB was the best treatment for Ni immobilization in the calcareous soil.

中文翻译：

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使用数学吸附模型评估用生物炭改良的钙质土壤中镍的稳定性

摘要 进行批量吸附实验以研究不同生物炭（玉米秸秆生物炭（S-CSB）、小麦秸秆生物炭（S-WSB）、稻壳生物炭（S-RHB）和甘草根浆生物炭（S-LRB）的影响） 3% w/w）对镍 (Ni) 吸附到钙质土壤上的动力学、等温线和热力学参数的应用。Ni 吸附随时间变化的动力学通过七种不同的动力学模型进行评估。此外，通过 Freundlich、Langmuir 和 Temkin 吸附模型分析了 Ni 的平衡吸附数据。双常数速率模型最适合描述 Ni 吸附动力学，S-CSB 对 Ni 的吸附速率最大 (a = 841.5 (mg Ni kg−1 h−1)b 和 b = 0.030 [(mg Ni kg -1)]-1) 在所有土壤处理中。Freundlich 等温线模型最适合 Ni 平衡吸附数据，表明多层吸附。通过向土壤中添加所有生物炭，Ni (Qm) 的最大吸附容量增加，并且在 S-CSB 处理中观察到最高量 (1.683 mg Ni g-1)。这主要归因于 CSB 特性，例如大量的 CaCO3 和磷。根据热力学参数(ΔG、ΔH和ΔS)，Ni在钙质土壤上的吸附过程在性质上是吸热的、自发的和不可逆的。总之，S-CSB 似乎是钙质土壤中 Ni 固定化的最佳处理方法。通过向土壤中添加所有生物炭，Ni (Qm) 的最大吸附容量增加，并且在 S-CSB 处理中观察到最高量 (1.683 mg Ni g-1)。这主要归因于 CSB 特性，例如大量的 CaCO3 和磷。根据热力学参数（ΔG，ΔH和ΔS），Ni在钙质土壤上的吸附过程在性质上是吸热的、自发的和不可逆的。总之，S-CSB 似乎是钙质土壤中 Ni 固定化的最佳处理方法。通过向土壤中添加所有生物炭，Ni (Qm) 的最大吸附容量增加，并且在 S-CSB 处理中观察到最高量 (1.683 mg Ni g-1)。这主要归因于 CSB 特性，例如大量的 CaCO3 和磷。根据热力学参数(ΔG、ΔH和ΔS)，Ni在钙质土壤上的吸附过程在性质上是吸热的、自发的和不可逆的。总之，S-CSB 似乎是钙质土壤中 Ni 固定化的最佳处理方法。