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2022.03综述：生物炭去除污染水中的染料近年来，许多研究探索了使用生物炭去除单组分系统中的有机和无机污染物。生物炭是一种由废弃生物质制成的含碳材料，主要采用热化学转化方法。该材料在各种污染物去除过程中用作生物吸附剂，其效率受到生物质原料特性的强烈影响。这篇综述整合了最近的文献，以了解染料在生物炭基生物吸附剂上的生物吸附行为。对影响生物吸附过程的因素和描述生物炭生物吸附行为的机制进行了广泛的综述。此外，生物吸附模型可用于理解生物炭作为染料去除技术的生物吸附剂的能力。 -
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2022.03预测生物炭对植物有效态氮含量的影响生物炭虽然可以改善土壤健康，但由于其高碳 (C) 含量可刺激微生物固氮，被认为减少植物有效氮 (N)的含量。然而，由于生物炭含有大量微生物无法利用的 C，它们的总元素 C:N 比率与对土壤 N 的影响并没有很好的对应关系。我们假设对土壤植物可利用 N 含量与生物炭可矿化 C含量（Cmin）有关，并且生物炭可矿化组分的 C:N 比可以预测土壤 N 矿化或固定的含量。我们进行了两个实验室实验，第一个是测量在 300、500 和 750 °C 下制造的通过同位素标记的大麦生物炭的Cmin，第二个是测量多个温度下对六种原料的十种生物炭的 Cmin。对于这两个实验，生物炭添加比率均为2%。与假设相反，相对于未改良的土壤，所有生物炭都增加了土壤 N 矿化。同样出乎意料的是，与 350°C 大麦生物炭相比，更少 Cmin含量，更高温度（500 和 700°C）大麦生物炭刺激了土壤分解和土壤 N 矿化程度更高。并且实验结果表明，生物炭特征与土壤氮矿化并不相关。研究结果表明生物炭输入增加N矿化也增加了其对土壤N循环的复杂度。由于从生物炭特性预测土壤 N 响应的能力有限，监控土壤N循环管理土壤肥力显得尤为重要。 -
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2022.035种盐生植物生物炭特性比较生物炭特性主要取决于生物质本身的特性以及热裂解工艺流程。现有的研究几乎都是以非盐生植物为原料制备生物炭，对非盐生植物生物炭的特性已经有比较全面的了解，而对盐生植物生物炭性质知之甚少。 -
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2022.02土壤淹水和非淹水条件对竹炭辅助树木修复重金属重度污染土壤的差异化影响机制以农林废弃物为原材料通过热解及水热法制备的生物炭，通过吸附、沉淀等直接作用以及提升土壤pH等间接作用降低土壤重金属生物可利用性，从而降低植物/作物组织中重金属的含量。目前的研究大多针对重金属轻中度污染土地施用生物炭实现农产品的安全生产开展，而对不同水分条件下竹炭辅助木本植物修复重金属重度污染土壤的效果及影响机制尚不清楚。开展生物炭-木本植物-重金属的相互作用研究，对重金属重度污染土壤的安全利用及金属矿区污染土壤的植被恢复具有重要的理论意义与实践价值。 -
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2022.01硅酸盐矿物决定了含磷矿物工程生物炭作为磷肥料的潜在用途硅酸盐矿物是富硅生物炭的主要组分，影响富含矿物的工程生物炭对磷(P)的吸附和释放能力，但造成其差异的潜在机制仍不清楚。为了研究这些相互作用，我们研究了Al-、Fe-、Mn-、Zn-和mg工程生物炭的矿物学组成，并定量测定了其对磷的吸附能力。利用柠檬酸萃取法评估了含磷矿物工程生物炭在磷肥中的潜在用途。x射线衍射、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析结果表明，混合金属(氧)氧化物和金属硅酸盐化合物沉淀在生物炭结构中，并作为P的主要吸附剂。在所有工程生物炭中，由生物质诱导的金属-硅酸盐析出的微晶硅酸盐能够有效地保留水相中的磷，其吸附能力(25.6 ~ 46.5 mg/g)各不相同，但其达到吸附平衡相对较慢(48 h)。大量柠檬酸可提取磷（占总磷的 19-69%）证实了锌、镁、锰和铁生物炭作为磷循环肥料的适用性。通过配体促进的溶解，工程生物炭也释放出不同数量的 Zn、Mg 和 Mn（占总宿主金属的 34-47%）。我们的数据揭示了富硅生物质中锰、镁和锌生物炭在磷回收中新的潜在利用及其在磷、镁和微量营养素（锰和锌）肥料中的用途。关于去 P能力，矿物工程生物炭需要比传统金属工程生物炭更长的吸附期。 -
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2022.01生物炭对压实黏土干湿过程中水分保持曲线的影响压实黏土具有较低的透水性，已广泛应用于填埋场覆盖等地质环境设施中。近年来的研究表明，生物炭改性粘土(BAC)作为一种填埋场替代覆盖土具有潜在的应用前景。然而，在低吸力条件下，生物炭对粘土的土壤持水曲线(SWRCs)的影响尚不清楚。这项研究可以通过测量干湿过程中粘土和BAC(20%生物炭)的SWRCs来填补这一知识空白。将土壤压实在土柱中，进行干湿循环，测量土壤含水量和吸力随土壤深度的变化。与黏土相比，BAC的饱和速度更快。干燥后，65 mm深度的土壤水分含量几乎为零，而BAC中保留了约5%的水分。结果表明，生物炭增加了压实黏土干燥后的土壤保水能力。SWRCs研究表明，在较低的土壤吸力范围(< 1000kpa)下，生物炭-黏土复合材料具有较高的土壤保水能力。它揭示了使用压实的生物炭-黏土复合材料作为水力屏障的好处，特别是在干旱和半干旱地区，减少干燥引起的裂缝，并潜在提高其使用性能。该复合材料也是一种碳汇材料，可以减少垃圾填埋气体的排放和污染物的浸出。
沈阳农业大学国家生物炭研究院
National Biochar Institute, Shenyang Agricultural University