廢棄生物質(zhì)在限O₂熱解條件下制備的生物炭,由于具有高度芳香化多孔結(jié)構(gòu),將其施入土壤后,不僅可以作為難降解的土壤碳庫(kù)發(fā)揮碳封存作用,還可以改良土壤性質(zhì)、提高土壤肥力、以及控制土壤污染。生物炭諸多良好的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),都與其在土壤中的穩(wěn)定性密切相關(guān)。本論文探討了核桃殼生物炭在真實(shí)土壤中的穩(wěn)定性及影響因素,發(fā)現(xiàn)土壤粘土礦物及金屬離子與生物炭穩(wěn)定性具有較好相關(guān)性,同時(shí)發(fā)現(xiàn)生物炭施入土壤后具有兩種存在形態(tài),即可溶態(tài)生物炭和不溶態(tài)生物炭;繼而分別探討了土壤礦物與可溶態(tài)生物炭、不溶態(tài)生物炭的界面結(jié)合機(jī)理,并從抗化學(xué)氧化、抗熱氧化和抗微生物降解等方面考察了土壤礦物對(duì)這兩種形態(tài)生物炭穩(wěn)定性的影響;最后估算了土壤礦物分別作用于可溶態(tài)、不溶態(tài)生物炭對(duì)提高整體生物炭穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)。主要研究結(jié)果如下:（1）對(duì)施入黑土、黃綿土,潮土、稻田土及紅土中的生物炭CO₂累計(jì)釋放曲線(xiàn)進(jìn)行雙指數(shù)模型擬合,并將擬合參數(shù)與土壤各性質(zhì)指標(biāo)做相關(guān)性分析。結(jié)果顯示:在五種土壤中,紅土對(duì)生物炭的穩(wěn)定效果最好;生物炭施入其他四種土壤后,生物炭自身CO₂累計(jì)釋放量約為其在紅土中自... 

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【部分圖文】：

生物炭SEM圖：（a）稻殼生物炭（350oC）片層狀結(jié)構(gòu)；（b）稻殼生物炭（350oC）孔結(jié)構(gòu)；（c）核桃殼生物炭（500oC）顆粒內(nèi)部剖面圖；（d）核桃殼生物炭（500oC）

圖 1-2 生物炭削減大氣 CO2和改良土壤示意圖2 Schematic diagram of carbon sequestration and fertility increasing aadded to soil壤污染于比表面積大，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，且含有無(wú)機(jī)礦物組分，被材料，近年來(lái)逐漸被應(yīng)用于土壤污染修復(fù)[40-42]。Cao 等[43]

以及代表性土壤金屬離子 Ca2+，通過(guò)吸附實(shí)驗(yàn)研究了土壤礦物與可溶態(tài)生物炭的 3 種結(jié)合機(jī)理：Ca2+架橋、配位體交換和范德華力，并分別用 K2Cr2O7氧化，TGA 和微生物培養(yǎng)法研究被粘土礦物吸附的可溶態(tài)生物炭的抗化學(xué)氧化性，抗熱分解性和抗微生物降解性。（3）針對(duì)不溶態(tài)生物炭，選取代表性粘土礦物高嶺土，以及 3 種代表性土壤金屬離子 Fe3+、Al3+和 Ca2+，通過(guò) XRD、XPS、FIB-SEM-EDS、BET-N2等方法研究土壤礦物與不溶態(tài)生物炭的界面結(jié)合形貌及結(jié)合機(jī)理，并分別用 K2Cr2O7氧化，TGA 和微生物培養(yǎng)法研究與粘土礦物結(jié)合的不溶態(tài)生物炭的抗化學(xué)氧化性，抗熱分解性和抗微生物降解性。（4）根據(jù)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合可溶態(tài)生物炭及不溶態(tài)生物炭在整體生物炭中各自所占比例，估算土壤礦物質(zhì)分別作用于可溶態(tài)及不溶態(tài)生物炭對(duì)提高生物炭整體穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)。1.4.3 技術(shù)路線(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生物炭生產(chǎn)與農(nóng)用的意義及國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)[J]. 何緒生,耿增超,佘雕,張保健,高海英.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[2]蒙脫石吸水膨脹結(jié)構(gòu)特征分析[J]. 楊魁,李貞.  硅酸鹽通報(bào). 2010(05)
[3]中國(guó)土壤化學(xué)的研究與展望[J]. 徐建明,蔣新,劉凡,竇森,周立祥,徐仁扣,徐明崗,黃巧云,李航,何艷.  土壤學(xué)報(bào). 2008(05)
[4]土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性及其影響因素[J]. 吳慶標(biāo),王效科,郭然.  土壤通報(bào). 2005(05)
[5]土壤有機(jī)碳庫(kù)與土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 彭新華,張斌,趙其國(guó).  土壤學(xué)報(bào). 2004(04)
[6]幾種土壤中鐵錳結(jié)核的重金屬離子吸附與錳礦物類(lèi)型[J]. 劉凡,譚文峰,劉桂秋,李學(xué)垣,賀紀(jì)正.  土壤學(xué)報(bào). 2002(05)
[7]土壤中氧化錳礦物的類(lèi)型及其與土壤環(huán)境條件的關(guān)系[J]. 劉凡,譚文峰,王貽俊.  土壤通報(bào). 2002(03)
[8]紅壤退化中的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法[J]. 孫波,趙其國(guó).  地理科學(xué)進(jìn)展. 1999(02)



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