基于猪粪水热炭化的生物炭性能及残液成分分析

为系统研究不同炭化温度条件下猪粪水热炭化规律,本研究以猪粪和发酵猪粪为供试材料,采用水热炭化工艺在系列温度条件下（180、240℃和300℃）制备生物炭,对其元素含量、热稳定性、孔隙结构、表面官能团等理化性质进行表征,并对水热炭化残液进行成分分析。结果表明,猪粪生物炭和发酵猪粪生物炭均具有发达的孔隙结构、丰富的表面官能团等优良特性,其H/C原子比和热失重率均随炭化温度升高而减小,表明热化学稳定性随炭化温度升高而增强。水热炭化残液的成分主要包括有机酸、醇、酯、醛、吡嗪、苯酚等物质,较高炭化温度条件下残液中化合物种类更丰富。与猪粪相比,发酵猪粪水热炭化残液的成分仍然以酚、烯、酮类物质为主,但呋喃、吡啶、吡嗪类毒性化合物消失。研究表明,发酵猪粪在300℃条件下水热炭化的残液用作液态肥料的安全性更高,在资源化利用方面更具优势。     

土壤矿物与生物炭可溶性组分的交互作用及机制

为探究生物炭可溶性组分与土壤矿物的交互作用,进而从矿物角度揭示生物炭在土壤中的稳定机制,以水稻秸秆为生物质原料制备不同炭化温度的生物炭(RS300、RS500和RS700),选用高岭石、蒙脱石和伊利石3种土壤矿物,开展土壤矿物与生物炭可溶性组分的吸附结合实验。结果表明:随生物炭可溶性组分碳浓度的升高,土壤矿物对其吸附量逐渐增加,3种土壤矿物的吸附量顺序总体为蒙脱石>伊利石>高岭石,这与土壤矿物的自身结构直接相关。高岭石、蒙脱石对生物炭可溶性组分的结合机制以范德华力为主,其贡献比例分别为3.4%~87.0%和32.0%~82.0%;而伊利石与RS300可溶性组分的吸附结合作用以Ca²⁺架桥为主(贡献比例为60.4%~70.6%),与RS500和RS700可溶性组分的结合以范德华力为主(贡献比例分别为18.7%~65.0%和53.0%~67.6%)。经综合对比分析,RS500通过与蒙脱石的交互结合,最大程度上抑制了可溶性组分的溶解,有利于更好地发挥生物炭的固碳减排优势。     

浙江省梨主产区梨园土壤理化性质及重金属状况调查分析

为摸清浙江省梨生产状况，本研究选择省内梨优势主产区具有代表性的12个梨园开展土壤质量采样调查，对土壤样品的理化性质和重金属含量进行检测分析，旨在为该地区实现梨产业提质增效和绿色发展提供依据。结果表明，调查梨园土壤表层0~<20 cm pH平均值为5.24，20~40 cm土壤pH平均值为5.31，土壤总体呈酸性。有机质、总氮、有效磷、速效钾的含量总体适宜，但不同地区采样点之间的差异较大，其中有机质、总氮、有效磷的含量均呈现武义采样点较高，慈溪采样点较低的结果；速效钾的含量呈现嘉兴采样点较高，上虞采样点较低的结果。此外，所有调查的梨园土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cr含量总体上均符合土壤环境质量二级标准，而东阳采样点存在重金属Cd含量超标的问题，需要采取一定措施进行土壤重金属修复。