生物質(zhì)炭降解過(guò)程中易氧化部分定量方法及性狀研究.pdf

1、生物質(zhì)炭是生物質(zhì)在完全或部分缺氧的條件下不完全熱解的產(chǎn)物，它在土壤和大氣物質(zhì)循環(huán)中起著重要作用。生物質(zhì)炭在環(huán)境中具有一定的穩(wěn)定性，發(fā)生緩慢的降解，并參與有機(jī)碳的循環(huán)。與土壤中其他形態(tài)的有機(jī)質(zhì)相比，生物質(zhì)炭的降解尚處于起步階段，存在諸多主導(dǎo)其反應(yīng)的因素，也可能存在著未知的致使生物質(zhì)炭大量損失的途徑。各國(guó)學(xué)者通過(guò)各種方式探討生物質(zhì)炭降解過(guò)程中表面性狀發(fā)生的變化。
　　生物質(zhì)炭具有相對(duì)穩(wěn)定性，其在環(huán)境中的降解程度可以通過(guò)生物質(zhì)炭表面性狀

2、的變化來(lái)體現(xiàn)，如氧濃度升高、比表面積增加、CEC增加，而表面酸堿度降低、零點(diǎn)凈電荷減少，以及表面負(fù)電荷減少、正表面電荷增加，含氧官能團(tuán)出現(xiàn)等。而反映生物質(zhì)炭的降解量通過(guò)對(duì)其礦化過(guò)程中釋放的CO2定量實(shí)現(xiàn)，但此方法或許低估了環(huán)境因素對(duì)生物質(zhì)炭的影響。生物質(zhì)炭的降解始于表面并延伸至內(nèi)部，于是假設(shè)會(huì)在生物質(zhì)炭表面形成易氧化部分，這部分的抗氧化性有別于生物質(zhì)炭?jī)?nèi)部。
　　本文選用稻殼炭為研究對(duì)象，將其洗滌處理、氧化、培養(yǎng)。首先探討易氧化部

3、分的定量方法;其次研究前處理方式對(duì)生物質(zhì)炭易氧化部分的影響;最后在此基礎(chǔ)上，通過(guò)分析易氧化部分性狀和組成，進(jìn)一步探討生物質(zhì)炭易氧化部分生成及保護(hù)機(jī)制，從而為生物質(zhì)炭環(huán)境效應(yīng)的研究提供一個(gè)新思路，為探討土壤生物質(zhì)炭穩(wěn)定機(jī)制和環(huán)境行為提供一定的理論基礎(chǔ)。本文的研究結(jié)果如下:
　　(1)借鑒土壤易氧化有機(jī)質(zhì)的測(cè)定原理，選擇K2Cr2O7做為氧化劑，氧化各種處理后培養(yǎng)的生物質(zhì)炭，對(duì)生物質(zhì)炭降解形成的易氧化部分定量。探討氧化劑濃度范圍、外加

4、熱溫度、氧化劑與濃H2SO4比例、氧化時(shí)間等因素，從而初步確定K2Cr2O7/濃H2SO4法的氧化條件:K2Cr2O7濃度范圍0.35～0.55mol·L-1，100℃水浴40分鐘，濃H2SO4與K2Cr2O7體積比2∶1。
　　(2)洗滌處理對(duì)培養(yǎng)前、后生物質(zhì)炭表面性質(zhì)產(chǎn)生影響，得出水-乙醇交替洗滌的前處理方式較好;但洗滌處理仍有殘留物，為去除殘留物對(duì)生物質(zhì)炭降解產(chǎn)生的易氧化部分定量的干擾，洗滌處理后增加氧化劑氧化生物質(zhì)炭這一環(huán)