生物炭在农田土壤修复方面地应用
生木炭及改性生物炭的应用
生木炭及改性生物炭的应用生木炭是一种以木材为原料制成的炭，而改性生物炭则是在生物炭基础上经过改良加工而成的炭。
这两种炭材料在农业、环境治理、工业生产以及能源领域等方面有着广泛的应用。
首先，在农业领域，生木炭和改性生物炭可以作为土壤改良剂使用。
它们具有良好的黑色和多孔性质，能够提高土壤通气性和保水性，改善土壤的结构和肥力。
它们有助于吸附和释放营养物质，提高土壤的肥力和作物的产量。
此外，这两种炭材料还可以吸附有害物质，减少土壤中的污染物含量，并促进土壤中微生物的活动，有助于保护土壤生态系统的健康。
其次，在环境治理方面，生木炭和改性生物炭在土壤修复和水污染治理中有着重要的作用。
由于其优越的吸附性能，它们可以有效吸附和去除土壤和水体中的重金属、有机物和化学物质。
例如，将生物炭应用于湖泊和河流中，可以减少水体富营养化和藻类的生长，并改善水质。
此外，它们还可以用于处理生活污水、工业废水和农业污水，净化废水中的有害物质，提高水处理效果。
第三，在工业生产中，生木炭和改性生物炭也有着广泛的应用。
它们可以作为活性炭、吸附剂和催化剂使用。
例如，将它们用于油田开发中的水驱过程，可以提高原油的回收率。
同时，生木炭和改性生物炭还可以用于金属冶炼、化工生产、电子工业和制药工业等领域，用于净化废气和废水中的有害物质，保护环境和人体健康。
最后，在能源领域，生木炭和改性生物炭也有着重要的应用价值。
它们可以用作固体燃料或添加剂，用于取代传统的煤炭、木材和天然气等能源。
由于其低含硫和低挥发性等特点，生木炭和改性生物炭的燃烧过程产生的污染物较少，对大气环境的影响较小。
此外，它们还可以通过生物质气化技术转化为可再生能源，用于发电和供热。
因此，生木炭和改性生物炭在替代传统能源、减少碳排放和保护环境方面具有重要的意义。
总之，生木炭和改性生物炭在农业、环境治理、工业生产和能源领域等方面有着广泛的应用。
它们不仅可以改善土壤品质、净化水体、净化废气和废水，还可以作为能源的替代品。
生物炭在土壤改良中的应用研究
生物炭在土壤改良中的应用研究近年来，人们越来越关注环境保护和可持续发展，因此对于一些环境友好型的技术和产品的开发和应用，也受到了越来越多的关注。
其中一个应用得越来越广泛的技术，就是生物炭在土壤改良中的应用研究。
生物炭作为一种经过高温热解或氧化处理的化学物质，不仅可以作为一种优良的肥料，提供养分和微生物生长环境，同时也具有良好的保水性、空气透气性、活性，更重要的是，它不会像化肥那样污染土壤和环境。
对于改善农田土壤的质量和增加土地有效利用率，生物炭的应用有着广泛的前景。
一、生物炭的制备方法生物炭的制备方法多样，主要分为炭化法、氧化法和高温热解法。
炭化法主要是通过将生物质热解，去除水和气体，保留炭质及其他有机成分而制备出生物炭。
氧化法则是利用化学氧化或电化学氧化使生物质加工焙烧而制得生物炭。
而高温热解法是通过将生物质置于高温下，在无氧状态下不断热解，将其中的有机质热解为炭质而得到的生物炭。
二、生物炭在土壤改良中的应用生物炭在土壤改良中的应用，主要是利用其优良的物理、化学性质，来提高土壤的肥力、增加有机质含量、提高农产品的产量和质量。
首先，生物炭可以提供养分和微生物生长环境。
生物炭本身含有大量的微生物营养物质和活性微生物生长的环境，通过添加合适比例的生物炭到土壤中，可以增加土壤中有机质的含量，提高土壤保水性、空气透气性，而且有益微生物的发生和繁殖，从而促进作物生长。
除此之外，生物炭中所含有的微量元素和矿物质也能为作物提供养分和必需的微量元素。
其次，生物炭可以增加土壤微生物的多样性和数量。
生物炭表面具有大量的活性、负电性、孔隙，这使其成为一种良好的微生物生长和定居环境。
同时，生物炭内部的大量微孔结构，也有利于土壤微生物生长和繁殖。
这些土壤微生物能够有效分解有机质，释放出养分，从而增加土壤肥力。
此外，生物炭还能够抗击病菌和害虫的侵袭，保护土壤和作物的健康生长。
最后，生物炭也具有吸附和保水的能力。
生物炭表面的活性位点和孔隙结构使其具有吸附能力，可以吸附并分解土壤中的有害物质和化学物质。
生物炭在土壤污染修复中的实践应用
ECOLOGY区域治理生物炭在土壤污染修复中的实践应用湖南盛大环保科技有限公司 童健，李儒静摘要：生物炭作为土壤改良剂以及污染物吸附剂，可以有效改良受到重金属污染的土壤，也受到了全社会的广泛关注。
从国内外现有的研究基础来看，生物炭在对土壤进行改良时，主要涉及了生物炭可影响土壤的理化性质、改变重金属迁移转化行为、改善土壤污染物稳固性以及微生物群落等方式，这些方式对土壤的污染修复有着十分重要的现实意义。
本文也对此进行了简要分析。
关键词：生物炭；土壤污染修复；实践应用中图分类号：[TE991.3] 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）27-0173-0001社会在不断进步，我国的工农业生产也在快速发展，土壤污染的程度也日渐加重，给食品安全以及环境带来了重大影响。
目前，从我国现有的资料情况能够看出，我国的土壤总超标率为16.1%，其中最主要的污染物类型为镉、汞、砷、铜、铅等。
鉴于此，如何有效控制以及处理我国现有的土壤污染，特别是现存的重金属污染，是值得深思的话题。
一、生物炭的来源所谓生物炭，其实是由生物质，比如农业废弃物、木材、动物废弃物或者是植物组织在缺氧的情况下，对其给予高温慢热解处理而最终产生的具有高度芳香化、难溶、丰富碳素以及稳定性的固态物质。
根据来源对其进行分类时，我们可把生物炭分成木炭、稻壳炭、竹炭以及动物粪便等。
随着社会的不断发展，这种全新环境功能材料也进入了人们视野，在环境修复、土壤改良、废弃生物质资源化以及碳排放贸易等方面发挥了很大价值，也是国内外学者十分关注的热点。
二、生物炭可改变土壤中污染物的稳定性生物炭在进入土壤之后，其表层会拥有大量的基团结构，比如-OH、-COO、-COOH等，这些含氧官能团能让生物炭具有较高的CEC 交换量，对土壤中的重金属进行有效吸附，产生十分稳定的化合物。
Yang[1]等借助水稻秸秆、生物炭以及燃烧小麦对农药敌草隆进行吸附时发现，生物炭的吸附作用是土壤的400—500倍，对土壤中的有机污染物有着较大改善。
生物炭在修复污染农田土壤中的应用
生物炭在修复污染农田土壤中的应用在土壤治理与修复中，重金属原位钝化法是一种切实有效的修复手段。
生物炭是由农业有机废弃物通过高温热解得到的一类富含碳的高聚物。
由于其特殊的理化性质，对土壤重金属表现出较好的钝化效果。
本文综述了生物炭钝化治理的研究现状，总结了生物炭对重金属的钝化机理，深化研究了土壤环境因素对生物炭性能和产量的影响，为生物炭的大规模实际生产应用提供新思路。
1、研究现状1.1、我国农田土壤镉污染研究现状土壤形成于成土母质，而成土母质中的镉(Cd)含量并不高。
自然条件下，土壤中Cd浓度范围在0.01～2mg·kg-1，而我国土壤背景值处在中位，约为0.1mg·kg-1[1]。
当前，随着经济社会的高速发展和工农业生产建设活动的日益频繁，电镀、制革等工业废水排放、农田污水的漫灌以及冶炼、尾矿等废弃地的增加等带来的土壤重金属污染问题愈发严重。
环保部官方报道，我国约有1/5的土地耕地面积受到不同程度污染，其中Cd为主要污染物之一。
土壤污染已严重威胁到国家粮食安全，通过食物链传递，污染物进入人体，对国民健康产生巨大危害[2]。
1.2、 Cd污染农田土壤的治理技术研究现状重金属在污染土壤中隐蔽性好，往往不易被人及时发现;时效长，被植物吸收富集累积到一定程度时，才会被人们发现;并且具有不可逆性，无法被土壤中的微生物降解，也难从土壤中分离。
目前，重金属污染土壤的修复技术可以归纳为2种技术思路。
1.2.1 、超累积植物修复技术该技术是利用植物对土壤中重金属进行迁移修复，选择一种或多种对目标污染物具有很强的吸收富集能力的功能植物，将其种在被污染土壤中进行培养，土壤中的重金属会迁移至植物的地上部分，生长一定时间后，地上部分进行收割处理，可以连续种植收割多茬，最终达到修复污染土壤的目的。
该技术适用于治理和修复中低浓度污染土壤，是一种绿色、可持续的治理技术[3]。
但是一般情况下，超累积植物生长速度慢，土壤中重金属的生物可利用态含量低，修复周期长，其成本以及植物收割后的后续处置风险等还未进行系统评估。
生物炭在农业领域的应用研究
生物炭在农业领域的应用研究随着环境污染和气候变化不断加剧，生物炭开始受到广泛重视和应用。
生物炭的特性使得它在农业领域中有着重要的应用价值，具体包括改善农田土壤、提高农作物的产量和质量、减少农业废弃物的排放等方面。
因此，本文将系统地探讨生物炭在农业领域的应用研究。
一、生物炭的概念和特性生物炭是指经过高温重整而制成的稳定固态炭素，其原料主要来自生物质的热解和焚烧。
生物炭由于具有多孔结构、大比表面积、高孔隙率等特性，因而被广泛用于环境修复、能源领域和农业生产等方面。
具体来说，生物炭的特性包括：一、生物炭具有良好的水保持能力，能够维持土壤湿度，改善土壤质地和持水性；二、生物炭对氮的吸附能力较强，能够促进植物的生长和发育，提高农作物的产量和质量；三、生物炭具有微生物控制和微生物营养素保护效果，能够降低土壤酸化程度，提高土壤有机质含量，增强土壤肥力。
二、生物炭在农业领域的应用1、改善农田土壤质量农业生产中，土壤质量是极其重要的因素之一，直接影响着农田的耕作和植物的生长。
而生物炭在改善土壤质量方面具有独特的优势，主要表现在两方面：一方面，生物炭能够增加土壤有机质的含量，的保持土壤湿度，更加有利于植物的生长。
另一方面，生物炭也能够吸附空气中的有害物质，净化土壤环境，提高土壤的生态环境质量。
2、提高农作物的产量和质量除此之外，生物炭还能够促进植物的生长和发育，从而提高农作物的产量和质量。
这主要得益于生物炭的高比表面积和微生物控制和营养素保护效果，可以有效地增加土壤中的微生物数量，提高土壤的肥力和养分含量。
同时，生物炭也具有良好的水保持能力，能够维持土壤湿度，缓解作物干旱等问题。
3、减少农业废弃物的污染生物炭还可以作为农业废弃物的再利用手段，在减少农业废弃物的排放方面发挥着重要的作用。
生物炭的制作过程中，使用的是生物质中含有的银杏、草木等植物残渣，通过焚烧和高温重整形成的生物炭可以用作肥料、饲料等方面，变废为宝，既降低了生活垃圾的排放量，又提供了一种再生资源。
生物炭在土壤重金属污染修复中的应用
生物炭在土壤重金属污染修复中的应用1. 引言1.1 生物炭在土壤重金属污染修复中的应用生物炭在土壤重金属污染修复中扮演着重要的角色。
随着工业化的进程和城市化的发展，土壤重金属污染成为了一个严重的环境问题，对农业生产和人类健康造成了严重威胁。
开发高效、环保的修复技术是当前亟需解决的问题之一。
通过添加生物炭，可以有效减少土壤中重金属的有效性，降低其对作物的吸收和转运能力，从而减少重金属对作物的毒害性，保障作物的生长和产量。
生物炭在土壤重金属污染修复中具有广阔的应用前景，但其应用效果受到多种因素的影响，包括生物炭的性质、用量、施用方式等。
未来的研究应当进一步深入探讨生物炭在土壤重金属修复中的机制，并寻求更加高效、环保的应用方法，以实现土壤重金属污染的有效修复和生态环境的持续改善。
2. 正文2.1 生物炭的性质及作用机制生物炭是一种由植物材料或其他有机物质经过高温热解或氧化处理而制成的固体炭材料。
其具有孔隙结构，表面积大，能有效吸附各种有害物质。
生物炭在土壤修复中的作用主要体现在以下几个方面：1. 提高土壤通气性：生物炭具有良好的孔隙结构和极大的比表面积，可以增加土壤的通气性和渗透性，有利于土壤微生物活动和植物根系生长。
2. 调节土壤酸碱度：生物炭中的碱性物质可以中和土壤酸性物质，提升土壤的pH值，减少土壤中重金属的溶解度。
3. 吸附重金属：生物炭具有良好的吸附能力，可以吸附土壤中的重金属离子，降低其在土壤中的活性，减少对植物的毒害作用。
生物炭通过改善土壤结构、减少重金属有效性、提高重金属固定性和减少重金属对作物的毒害性，发挥着重要的修复作用。
其作用机制主要包括物理吸附、化学吸附和生物作用等多种途径。
随着人们对土壤修复的重视和生物炭研究的深入，生物炭在土壤重金属污染修复中的应用前景将更加广阔。
2.2 生物炭在减少土壤重金属有效性中的应用生物炭在减少土壤重金属有效性中的应用主要通过吸附和络合作用来实现。
生物炭具有高度孔隙结构，大表面积和丰富的功能官能团，可以与土壤中的重金属离子结合形成络合物或吸附到孔隙表面上，从而降低土壤中重金属的生物有效性。
《2024年改性生物炭的制备及其在环境修复中的应用》范文
《改性生物炭的制备及其在环境修复中的应用》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，环境修复技术的研究与应用显得尤为重要。
改性生物炭作为一种新型的环境修复材料，因其具有多孔性、高比表面积、良好的吸附性能和化学稳定性等优点，近年来备受关注。
本文将介绍改性生物炭的制备方法、性质及其在环境修复中的应用，以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、改性生物炭的制备1. 原料选择改性生物炭的制备原料主要包括生物质废弃物（如农业废弃物、林业废弃物等）和炭化剂。
生物质废弃物应选择含碳量高、无毒无害、易获取的原料。
炭化剂的选择对生物炭的孔隙结构和表面性质有重要影响。
2. 炭化过程炭化过程是改性生物炭制备的关键步骤。
将生物质废弃物在无氧或限氧条件下进行热解，使原料中的有机物质转化为炭。
此过程中需控制温度、时间和气氛等参数，以获得理想的炭化产物。
3. 改性过程改性过程是提高生物炭性能的重要手段。
通过物理或化学方法对炭化产物进行改性，引入功能性基团或孔隙结构，以提高其吸附性能、化学稳定性等。
常见的改性方法包括物理活化、化学活化及催化活化等。
三、改性生物炭的性质改性生物炭具有多孔性、高比表面积、良好的吸附性能和化学稳定性等优点。
其孔隙结构丰富，有利于提高比表面积和吸附性能。
同时，改性过程中引入的功能性基团可提高生物炭的化学稳定性及对污染物的吸附能力。
此外，生物炭还具有环境友好、成本低廉、易获取等优点。
四、改性生物炭在环境修复中的应用1. 土壤修复改性生物炭在土壤修复中具有广泛应用。
通过施加改性生物炭，可以改善土壤结构，提高土壤肥力和保水能力。
同时，其良好的吸附性能可吸附土壤中的重金属、有机污染物等有害物质，降低土壤污染。
2. 水体修复改性生物炭可用于水体修复，特别是对含有重金属、有机污染物等的水体。
通过吸附、絮凝等作用，降低水体中污染物的浓度，提高水质。
此外，改性生物炭还可用于污水处理厂的污泥处理，减少污泥体积，降低处理成本。
生物炭对土壤肥力改良的效果研究及应用
生物炭对土壤肥力改良的效果研究及应用生物炭是一种由生物质材料经过热解制得的高碳含量固体物质。
其具有许多优点，如极高的孔隙度、比表面积和微细孔隙结构等，使其可以广泛的应用于环境修复和农业领域。
本文将探讨生物炭对土壤肥力改良的效果研究及应用。
一、生物炭的制备及性质生物炭是一种由各种生物质通过高温热解制得的碳质材料。
其主要成分为碳、氢、氧、氮、磷等元素，碳含量一般在60%-80%之间，而含水率很低。
生物炭的微孔和介孔是其最具有优势的特点，可为微生物提供生存空间和降解有害物质，同时也容纳大量的水分和养分，增加土壤保水能力。
此外，生物炭还有良好的吸附性能，可以吸附氮、磷、钾等元素，并使其在土壤中慢慢释放。
二、生物炭的应用1.土壤改良生物炭可以应用于土壤改良，通过一定的配比可使其达到调节土壤pH值、调节土壤结构、提高土壤有机质含量、增加土壤保水能力、防止土壤侵蚀等多种作用。
如在沙漠化的土地上，通过添加生物炭、沙子和有机肥经过混合后均匀铺覆在沙漠化土地表层，可使其水分吸附能力提高近3倍，维持土壤湿度更加持久。
2.植物生长生物炭对植物生长具有积极的促进作用。
生物炭可增加土壤渗透性，增强植物水分吸收和保持能力，改善土壤内部空气流通，促进根系的生长并提高植物营养物质的吸收效率，从而增加作物种植产量和品质。
同时，生物炭的添加还能够有效吸附和降解土壤中残留的杀虫剂、重金属等有害物质，从而降低环境污染对植物生长的影响，提高农产品的质量和安全性。
三、生物炭的研究进展目前，生物炭的研究主要集中在其制备、性质、环境效应和应用等方面。
其中，其在农业领域的应用已经取得较大进展。
在这方面的研究中，生物炭主要被应用于改善土壤性质、增加作物产量和品质、提高土壤肥力等方面。
不少研究表明，生物炭可促进土壤微生物活性、提高植物养分利用效率、提高土壤保水能力和改善土壤结构等特点。
同时，一些研究还在探索生物炭的功效机制。
例如，一些科学家认为，生物炭中的大量微细孔隙和高比表面积可以提供良好的微生物生存环境，有利于土壤微生物活性提高，而微生物能够分解生物炭生成的有机质，从而尽可能地利用养分和气体。
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生物炭在农田土壤修复方面的应用河北师大化学与材料科学学院农业项目组盛建维一、生物炭概述生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经低温热裂解后生成的固态产物。
既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案，属于秸秆废弃资源高值化利用的范畴。
生物炭不是一般的木炭，是一种碳含量极其丰富的木炭。
它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化。
这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被科学家们称为“生物炭”。
它的理论基础是：生物质，不论是植物还是动物，在没有氧气的情况下燃烧，都可以形成木炭。
生物炭是一种经过高温裂解“加工”过的生物质。
裂解过程不仅可以产生用于能源生产的气体，还有碳的一种稳定形式——木炭，木炭被埋入地下，整个过程为“碳负性”（carbon negative）。
生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，等于把碳封存进了土壤。
生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。
事实上，之所以肥沃的土壤大都呈现黑色，就是因为含碳量高的缘故。
英国环保大师詹姆斯·拉夫洛克称，生物炭是减轻灾难性气候变化的唯一希望。
研究人员也表示，生物炭也能提高农业生产率，减少对碳密集肥料的需求。
木炭碎料的孔洞结构十分容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。
更妙的是，它把碳锁定在生物群内，而非让它排放到空气中。
制作生物炭的现代方法是在低氧环境下用高温加热植物垃圾，使其分解。
日前，气候专家找到了更清洁环保的方式，进行工业规模二氧化碳固定，利用巨型微波熔炉将二氧化碳封存在“生物炭”中，然后进行掩埋。
这种特制“微波炉”将成为战胜全球变暖的最新利器。
因此，该技术每年可以减少向空气中排放几十亿吨二氧化碳。
日前不少人将生物炭技术视为目前为止解决气候变暖问题的“尚方宝剑”，一种“气候变化减缓”战略和恢复退化土地的方式。
有些专家甚至声称，生物炭可吸收如此多的二氧化碳，以至地球能恢复到工业化之前的二氧化碳水平。
近年，生物炭作为一类新型环境功能材料引起广泛关注，其在土壤改良、温室气体减排以及受污染环境修复方面都展现出应用潜力，为解决粮食危机、全球气候变化等环境问题，提供了新的思路。
此外，生物炭还在获取生物质能、废弃生物质资源化以及碳排放贸易等方面有着重要地位。
近年来学界关于生物炭在土壤肥力改良、大气碳汇减排以及土壤污染修复等方面的研进展，并扼要分析了生物炭研究的前景和方向，为生物炭技术的应用和推广提供一定的思路。
二、生物炭的结构和基本特性生物炭的组成元素主要为碳、氢、氧等，而且以高度富含碳( 约 70% —80% ) 为主要标志，可以视为纤维素、羧酸及其衍生物、呋喃、吡喃以及脱水糖、苯酚、烷属烃及烯属烃类的衍生物等成分复杂各异的含碳物质构成的连续统一体，其中烷基和芳香结构是最主要的成分。
从微观结构上看，生物炭多由紧密堆积、高度扭曲的芳香环片层组成，X 射线表明其具有乱层结构( turbostratic structure)。
生物炭表面多孔性特征显著，因此具有较大的比表面积和较高的表面能。
表面极性官能团较少，主要基团包括羧基、酚羟基、羰基、内酯、吡喃酮、酸酐等，构成了生物炭良好的吸附特性。
随着研究的推进，研究者还发现生物炭具有大量的表面负电荷以及高电荷密度的特性由于原材料、技术工艺及热解条件等差异、生物炭在结构和 pH、挥发分含量、灰分含量、持水性、表观密度、孔容、比表面积等理化性质上表现出非常广泛的多样性，进而使其拥有不同的环境效应和环境应用。
目前，学界普遍认为生物炭的原材料和热解温度对炭质理化性质和环境功能影响最为显著。
①前体原料成分是决定生物炭组成及性质的基础，如动物生物质来源与植物生物质来源的生物炭相比，C /N 比例较低，灰分含量更高，导致生物炭的阳离子交换量( Cationic Exchange Capacity， CEC) 和电导率( electricalconductivity， EC) 更高。
②关于生物炭热解温度对其环境应用特性的影响一直是研究的热点，如 Antal 等曾经讨论了温度对炭质材料的孔结构比表面积和吸附特性之间的关系，并根据生物质热解情况分为＜ 250 ℃、250 ℃—290 ℃、＞ 290 ℃ 3 个机理显著不同的阶段。
三、生物炭对有机污染物的吸附行为目前国内外学术界对有机污染物在含有生物炭的土壤 /沉积物上的吸附/解吸研究比较成熟，对生物炭的吸附机理看法也相对一致。
多数研究人员采用二元吸附模式( Dual-mode Sorption) 来描述含有生物炭的土壤 /沉积物上的吸附 /解吸过程，认为土壤中存在着两种不同吸附特性的土壤有机质 : 一部分是无定形有机质 ( AOM)，即通常认为的“软碳”，具有松散的非刚性橡胶质结构，对有机污染物吸附机理常以线性分配为主；另一部分是包含生物炭在内的含碳质地吸附剂 ( CG) ，即通常认为的“硬碳”、具有致密的刚性玻璃质结构、对有机污染物吸附机理常以非线性表面吸附为主。
而有机污染物被吸附的具体机理则由两种碳的比重决定。
3.1生物炭对土壤 /沉积物中有机污染物的吸附具有以下特点:(1 ) 吸附容量大，具有显著的非线性。
专家比较其与土壤对敌草隆的吸附作用，发现当敌草隆含量在 0—6 mg· L － 1 范围时，作为生物炭重要来源的植物热解灰分的吸附效果是土壤的 400—2500倍，且当前者的含量大于0．05% 时生物炭吸附效果即起主导作用。
而 Nguyen 等对底泥中的生物黑炭含量进行测定，认为底泥中具有超强吸附能力的生物炭成分的大量存在是导致环境中有机污染物的分配系数增大的原因。
(2)存在明显的竞争作用。
如研究人员观察到，土壤 /沉积物中的生物炭与纯净的生物炭相比，对有机污染物的吸附常数要小一个数量级，他们认为这种衰减可能源于生物炭吸附时土壤有机物与有机污染物的竞争作用。
这种竞争作用还表现在污染物之间，如有研究发现，当有芘和蒽存在时，菲在生物炭上的吸附系数( KF) 由 106.05 分别下降到 105.24 和 104.60，而且菲的吸附随着共存多环芳烃浓度的增加，下降程度加。
(3 ) 吸附机理取决于生物炭的成分和组成。
例如，吴成等发现低温热解得到的生物炭中无定型组分含量相对较高，此时菲在生物炭上遵从线性分配机理，其吸附容量、解吸迟滞和最大不可逆吸附量都较低，而较高温度下得到的生物炭高度芳构化，浓缩型组分居于主要地位，吸附机理趋于非线性表面吸附，其吸附容量、解吸迟滞和最大不可逆吸附量都显著升高．此外，研究发现，对于在低温或者加热时间较短获得的生物炭，因为含有较多的无定形结构，不能忽略线性分配的贡献。
部分专家认为随着热解温度的提高，生物炭由比较灵活的脂肪相向比较紧密的芳香相过渡，吸附从以线性分配为主向以非线性吸附为主转变，并且指出反映芳构化程度 H /C 比与反映非线性程度的Freundlich 指数具有良好的相关关系，因此可将 Freundlich 指数作为对热解温度的指示。
(4)动力学过程存在明显的快阶段和慢阶段，有机污染物在生物炭上的吸附由多个过程控制。
如周尊隆等研究生物炭对菲的吸附动力学后认为，菲在生物炭样品上的吸附动力学过程可以分为极快、快和慢 3 个阶段，在菲从水相向各个生物炭组分的迁移过程中，经历了水膜扩散、吸附剂颗粒表而扩散和吸附剂内部微孔扩散等多个过程，具有过程的复杂性和多样性。
3.2生物炭对重金属的吸附行为目前，关于生物炭对重金属吸附行为的研究还比较少，因此机理的阐述上还存在不同的意见。
有研究认为，生物炭对重金属离子主要依靠表面吸附。
生物炭具有较大的比表面积和较高表面能，有结合重金属离子的强烈倾向，因此能够较好地去除溶液和钝化土壤中的重金属。
如吴成等研究了玉米秸秆燃烧物提取的生物炭对汞、砷、铅和镉离子的吸附，认为生物炭对重金属离子的吸附为亲合力极弱的非静电物理吸附，是可逆吸附，并且金属离子水化热越大，水合金属离子越难脱水，越不易与生物炭表面位反应。
专家比较了动物粪肥在 200 ℃和 350 ℃下烧制的生物炭与商品活性炭对 Pb 的吸附效果，认为生物炭对 Pb 的吸附机制可以用表面配合吸附—沉淀机制描述: 一方面，生物炭富含磷元素以及施用后使溶液 pH 提高，导致 Pb 在富含磷酸盐和碳酸盐的环境下形成诸如 Pb3 ( CO3 ) 2 ( OH ) 2、β-Pb9 ( PO4) 6 等沉淀而降低 Pb 在溶液中的有效性; 另一方面，生物炭富含π电子基团和含氧官能团，能直接从溶液中吸附 Pb2 + 。
他通过两种机制在 Langmuir-Langmuir 二元模型下各自拟合的最大吸附量得出， 84% —87% 的 Pb2 + 通过与生物炭中富含的磷酸盐和碳酸盐发生沉淀作用而被吸附，仅 13 % —16%的 Pb2 + 通过表面配合吸附作用被吸附。
生物炭对重金属的吸附存在以下特点:(1 ) 吸附能力强。
在 200 ℃条件下提取的生物炭对 Pb2 + 的吸附量达到 680 mmol· kg － 1 ，是活性炭吸附效果的 6 倍。
(2) 吸附效果同生物炭的烧制温度和前体材料有关。
专家认为所有由粪肥制造的生物炭随温度变化的特点相似，比表面积、含碳量以及 pH 都随着温度的升高而升高， 100 ℃温度下烧制的生物炭能够吸附 93 % 的 Pb2 + ，而 200 ℃和 350 ℃几乎能够吸附溶液中所有的 Pb2 + 。
Liu 等在 300 ℃下用水热法烧制的以松木和稻糠为材料的生物炭在 318 K 的环境中对 Pb2 + 的吸附量分别为 4． 25 mg· g － 1 和2． 40 mg· g － 1 ． Pb2 + 或 Cd2 + 吸附初始添加浓度相同时，热解温度为 150 ℃—300 ℃时，生物炭中极性基团含量增加，生物炭吸附Pb2 + 和 Cd2 + 的量增大; 热解温度为300 ℃—500 ℃时，生物炭中极性基团含量减少。
四、生物炭改良土壤肥力研究4.1研究现状对生物炭提升土壤肥力的报道最初见于对南美亚马逊流域黑土 terra preta 的研究中。
这种高质量黑色壤土是当地居民先人烧制生物炭质改良之后的耕作土，其生物炭平均含量超出周围土壤的 4 倍，部分地区甚至高达 70 倍。
早在 1879 年， Herbert Smith 在其出版的《Scribner's Monthly》一书中就注意到当地烟草和甘蔗的富饶多产与富含生物炭的黑土密切相关。