2-羟基-1，4-萘醌在土壤中降解作用和淋溶行为研究

采用室内培养法和土柱法,研究了2-羟基-1,4-萘醌在土壤中的降解作用和淋溶行为。结果表明,2-羟基-1,4-萘醌在灭菌和非灭菌土壤中的降解半衰期分别为3.47～6.98d和0.42～0.53d,且随着2-羟基-1,4-萘醌浓度增加,其降解半衰期延长。说明微生物对其降解过程起主导作用。参考POPs国际公约关于化学品持久性的定义,2-羟基-1,4-萘醌在土壤中属于易降解有机物。通过2-羟基-1,4-萘醌在土壤中的淋溶研究发现:当其添加浓度为5mg·kg-1和10mg·kg-1时,各处理土层中均未检出2-羟基-1,4-萘醌;当添加浓度为20mg·kg-1时,仅在0～10cm土层样品中检测到2-羟基-1,4-萘醌。与未老化土壤相比,2-羟基-1,4-萘醌在老化土壤中的淋溶作用减弱。     

生物质炭固定化融合菌株F14方法的研究及其对芘的去除

F14是一株用原生质体融合技术构建的能够降解多环芳烃(PAHs)的融合菌株,利用生物质炭固定化F14制备固定化微生物小球来提高该菌株对芘的去除能力。实验在确定聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)最佳组合比例的基础上,研究了不同温度下(300、500℃和700℃)制备的生物质炭形成的固定化小球的性能以及对芘的去除效果。结果表明:制备的固定化小球的直径约为3mm,对固定化小球成球效果、传质性能和机械性能的分析表明,载体PVA和SA的最佳组合比例为8%和1%;对不同温度下制备的生物质炭的固定化小球的传质性能和扫描电镜图进行分析,表明700℃制备的生物质炭的固定化小球性能较好。与游离菌相比,固定化小球对芘的去除能力更高且速率更快,对初始浓度为50 mg·L~(-1)的芘10 d内去除率高达94.91%,比游离菌对芘的去除率高了近58%,同时固定化小球可以重复使用高达9次。     

生物炭固定SM3菌剂的制备及其对三唑酮的降解研究

针对环境中存在的三唑酮污染问题,本研究以生物炭为载体,一株三唑酮高效降解菌(Stenotrophomonas maltophilia) SM3为固定化菌种,采用吸附法制备成固定化菌剂。从4种生物炭中优选出具有比表面积较大、吸附性能好等特点的固定化载体,并对其制备条件进行优化,在此基础上,评估生物炭固定化菌剂的稳定性及其对三唑酮的降解效果。结果显示,4种生物炭中,油茶壳生物炭比表面积及孔隙大、官能团含量丰富、固定化菌剂对三唑酮降解效果优于其他3种,选择其作为固定化SM3菌的载体。单因子优化试验表明,在载体投加量20 mg·mLP＞-1P＞,SM3接菌量5%,固定温度30℃,固定时间36 h所制备的固定化菌剂对三唑酮的降解率可达93.27%。最佳条件下制备的固定化菌剂在4℃及室温(25~35℃)条件下存放28 d后对三唑酮的降解率仍可达到81.73%和58.18%,菌剂降解效果具有良好的稳定性。油茶壳生物炭固定化SM3菌剂的制备,为解决环境中三唑酮污染问题提供了良好的生物修复材料。     

不同温度制备香根草生物炭对Cd2+的吸附特性与机制

为探讨香根草生物炭对水溶液中Cd2+的吸附特性及机制,通过元素分析、BET-N2、Zeta电位、SEM-EDS、FTIR等分析手段对不同热解温度(300、500℃和700℃)下制备的香根草生物炭特性进行表征,并研究三种生物炭(BC300、BC500和BC700)在不同初始Cd2+浓度和吸附时间下的吸附行为。结果表明,随着温度升高,生物炭产率下降,灰分、pH和Zeta负电荷量上升;比表面积和孔体积增大,其中BC700的比表面积为227.04 m2·g~(-1),比原材料增大67.8倍。三种生物炭的吸附过程均符合Langmuir和Freundlich模型,而Freundlich拟合度相对较高(R2均大于0.98),最大吸附量顺序依次为BC700(92.65 mg·g~(-1))BC500(80.17 mg·g~(-1))BC300(76.29 mg·g~(-1))。当初始Cd2+浓度为20 mg·L~(-1)时,吸附平衡时间顺序为BC700(80 min)BC500(180 min)BC300(240 min),均符合准二级动力学模型(R2均大于0.98),以化学吸附为主。对比吸附前后的FTIR谱图,主要有-OH、C=O、C=C、C-O等官能团参与生物炭的吸附过程。结合SEM-EDS的结果分析,生物炭主要是通过表面静电吸附和络合作用去除溶液中Cd2+。三种生物炭中,BC700吸附性能最佳,原因可能是其具有较大的比表面积、较多的负电荷量和较多的官能团。     

玉米秸秆生物炭固定化Acinetobacter lwoffii DNS32性能研究

用玉米秸秆制备生物炭,并以其作为固定化菌剂的廉价载体,与阿特拉津降解菌Acinetobacter lwoffii DNS32制备成具有吸附-降解性能的新型菌剂,用以降解水溶液中阿特拉津。结果表明:固定化菌剂可在40 h内将100 mg·L~(-1)的阿特拉津降解94%,降解率比游离菌高24%;固定化菌剂在pH=5和pH=10时,降解率分别为42%和35%,说明其具有更好的pH适应性;温度为10℃时,固定化菌剂的降解率比游离菌高14%,说明其具有更好的耐寒性。为期30 d的模拟修复阿特拉津污染的实验表明:生物炭固定化菌剂在30 d后仍然具有活性,该固定化菌剂具有高效且持久的阿特拉津污染修复效果。     

对苯二酚和1,4-萘醌对鲁氏酵母工程菌呋喃酮产量及菌体的影响

以鲁氏酵母菌QOR(Quinone oxidoreductase)过表达工程菌为对象，探讨了对苯二酚和1,4-萘醌对酵母菌合成呋喃酮产量、QOR基因表达量及菌体的影响。结果表明，对苯二酚和1,4-萘醌的添加浓度分别为10μg·mL^-1和10 mg·L^-1、培养时间为3和5 d时，酵母菌的呋喃酮产量均显著高于对照组(P<0.05)。两种外源添加物显著提高了酵母菌QOR基因相对表达量(P<0.05)，添加1,4-萘醌的酵母菌细胞数高于对苯二酚组，对酵母菌的细胞形态影响较小。因此，添加对苯二酚和1,4-萘醌有助于酵母菌的生长，可显著促进鲁氏酵母工程菌代谢合成呋喃酮。     

茄子秆生物炭联合黑麦草对土壤镉-芘复合污染修复的影响

针对当前我国农田土壤中广泛存在的重金属和多环芳烃污染问题,采用盆栽方法,考察茄子秆生物炭联合黑麦草对去除土壤重金属镉(Cd)与多环芳烃芘(Pyrene)复合污染及对土壤微生物群落结构的影响,以期揭示茄子秆生物炭联合黑麦草对土壤镉-芘复合污染土壤的修复机制。结果显示,在Cd、Pyrene含量分别为16.8、71.04 mg/kg条件下,添加生物炭土壤的Cd和Pyrene去除率在第60天分别达到21.88%和23.55%,较无生物炭添加的对照分别提高17.71%与14.28%。在生物炭添加量30 mg/g及种植黑麦草密度为13.5 mg/cm~2条件下,土壤Cd和Pyrene去除率最高分别达到20.59%与70.58%。高通量测序分析表明,生物炭能够提高土壤微生物丰富度,生物炭联合黑麦草明显影响土壤微生物群落结构。Cd-Pyrene致使土壤优势菌相对含量下降,其中,鞘氨醇单胞菌相对含量下降3.08个百分点,芽单胞菌相对含量下降1.69个百分点;但施用生物炭能够使耐Cd菌和高效降解Pyrene菌鞘氨醇单胞菌相对含量提高1.22个百分点,生物炭联合黑麦草使Pyrene降解菌假单胞菌、肠杆菌相对含量分别提高160、414倍。因此,茄子秆生物炭联合黑麦草将有效修复Cd和Pyrene复合污染土壤并增加Cd-Pyrene降解菌相对含量。     

两种生物炭对Pb的吸附特性研究

以木子壳、米糠为前驱体,650℃制备生物炭,通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪和比表面积分析仪等手段表征其物理化学性质,探究粒径、矿物组分、初始浓度及时间等因素对生物炭吸附Pb~(2+)效果的影响。结果表明,木子壳生物炭比表面积虽远小于米糠生物炭,但对溶液中Pb~(2+)有很强的吸附效果,等温吸附曲线符合Langmuir吸附模型,最大吸附量达165.62 mg·g~(-1),明显高于米糠生物炭(58.92 mg·g~(-1))。同时XRD分析显示木子壳生物炭含大量矿物组分且吸附Pb~(2+)后有沉淀生成。     

微生物固定化生物炭对水体铵态氮去除效果的研究

为探究微生物固定化生物炭对水体铵态氮(NH_4~+-N)去除效果的影响,以花生壳生物炭(BC)为载体,通过吸附和包埋两种方法将脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)、假单胞菌(Pseudomonas)和拉乌尔菌(Raoultella)固定在生物炭上,然后将该微生物固定化生物炭投加到NH_4~+-N模拟废水中,结合表面微观结构表征,研究其对水体NH_4~+-N的去除性能。结果表明:吸附和包埋法均能将微生物固定到生物炭表面,并在生物炭表面呈饼状、杆状和粒状分布。吸附法固定脱氮副球菌和假单胞菌,分别缩小生物炭比表面积和孔容积5.5%～17.2%和5.4%～25.8%。吸附法固定拉乌尔菌,分别增大生物炭比表面积和微孔容积45%和43%,缩小介孔和大孔容积。包埋法引入—CH_2、C—H和C=O键等新的官能团,但由于带入包埋材料,使固定微生物生物炭比表面积减少87.3%～96.3%,孔容急剧缩小,其中介孔缩小84.1%～98.2%,微孔几乎全部被封堵。因此,吸附法制得的固定化微生物生物炭对水体NH_4~+-N去除速率较包埋法高1.16～3.44倍。研究表明,吸附法和包埋法均能将微生物固定在生物炭表面,包埋法对生物炭的孔隙结构和表面官能团影响更大,吸附法对水中NH_4~+-N的去除效率更高。     

纳米羟基磷灰石改性生物炭对铜的吸附性能研究

为了提高生物炭对重金属铜的吸附能力,选取小麦秸秆作为原料,将不同比例纳米羟基磷灰石与秸秆混合均匀,在600℃高温限氧条件下制备了羟基磷灰石改性生物炭材料,比较了生物炭和生物炭改性材料对铜的吸附特性,同时分析了两者间的表面特征等。结果表明:热重分析显示,生物炭表面附着纳米羟基磷灰石可以提高生物炭的热稳定性;扫描电子显微镜分析显示,纳米羟基磷灰石可以较为均匀地附着在生物炭表面,但同时会伴随不同程度的聚集现象;接触角测试结果显示,生物炭表面附着纳米羟基磷灰石可降低其疏水性;生物炭和生物炭改性材料对铜的吸附符合伪二级动力学模型,生物炭改性材料可使铜的吸附速率提高7.69%~130.77%;生物炭和生物炭改性材料对不同浓度的铜吸附符合Langmuir等温吸附模型,对铜的最大吸附量分别为32.65 mg·g~(-1)和57.01 mg·g~(-1)。     

三种添加剂对猪粪厌氧干发酵的影响

为避免猪粪厌氧干发酵酸抑制,提高产气效率,以猪粪为主要发酵原料,研究中温(37℃)条件下不同添加剂(蛭石、海泡石和生物炭)及添加量(添加比例为5%、10%、15%和20%)对厌氧干发酵(总固体为20%)的产酸及产气性能的影响。结果表明:加入添加剂的发酵体系中,总有机酸(TVFAs)质量浓度随蛭石和生物炭添加比例的增加而降低,第25 d后TVFAs质量浓度迅速降低,相比生物炭和蛭石,海泡石的不同添加比例差异不显著。与猪粪单独发酵相比,不同生物炭(P-C)添加比例下迟滞期可缩短31.23%～83.90%。10%添加比例下,蛭石、海泡石和生物炭使累积挥发性固体(VS)产气率分别提高了98.97%、76.78%和93.06%,当添加比例达到20%时,最大VS产甲烷速率分别为3.62、2.87 mL·g~(-1)和3.15 mL·g~(-1),累积VS产甲烷量可达106.38、106.68 mL·g~(-1)和126.23 mL·g~(-1)。3种添加剂均能够缓解猪粪厌氧干发酵的酸抑制,提高甲烷产率,总体上生物炭效果优于蛭石和海泡石。     

1株好氧反硝化菌的筛选鉴定及固定化研究

为了提高污水处理设施的低温生物强化效果,以崇礼污水处理厂SBR反应池活性污泥为菌源,进行污水处理耐冷菌的分离鉴定及固定化研究。从活性污泥中分离筛选出1株硝化和好氧反硝化耐冷菌,结合生理生化、形态学以及16S rDNA基因测序结果,初步鉴定该菌株为假单胞菌(Pseudomonas sp.)。以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)为包埋材料,利用正交试验优化NL-4包埋固定化制备条件。当SA质量分数为1%、PVA质量分数为12%、Ca Cl2质量分数为1%、包菌量为10%时,制备的固定化小球物理性能最佳。在10℃培养条件下,NL-4对污水中氨态氮(NH_3-N)和硝态氮(NO_3~--N)的去除率分别是68.05%、98.94%,包埋固定化后分别提高了14.49%、1.4%。4℃保藏60 d后,比游离菌相比固定化载体的NH_3-N、NO_3~--N去除率分别提高58.8%、53.3%。pH值为7~9、温度为10~20℃时,最适宜NL-4及其固定化载体发挥硝化、反硝化能力。     

鼠李糖脂-混合降解菌强化三角梅去除土壤中对硫磷

在温室盆栽条件下,通过单独或联合添加生物表面活性剂鼠李糖脂(RH)和接种混合降解菌(DB),研究了生物表面活性剂-微生物对三角梅修复对硫磷污染土壤的强化效果。结果表明,添加鼠李糖脂和接种混合降解菌可以促进三角梅的生长,特别是对植物根部促进作用显著(P0.05),而种植三角梅使土壤中对硫磷的去除率提高了1.6倍。添加鼠李糖脂、接种混合降解菌可以促进三角梅对土壤中对硫磷的去除,50 d后去除率分别达到73.01%和77.13%,高于对照组(63.23%);两者的联合作用使土壤中对硫磷的去除率达到91.96%。三角梅从土壤中吸收的对硫磷主要积累于根部,对照组中三角梅地上部、根部对硫磷的积累量分别达到153.59、289.57μg·g~(-1),添加鼠李糖脂、接种混合降解菌显著降低了三角梅体内的对硫磷积累量(P0.05)。同时发现,三角梅的存在显著提高了土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性(P0.05),添加鼠李糖脂和接种混合降解菌可以在不同程度上提高土壤中酶的活性。     

氧化老化过程对生物炭吸附镉的影响及机制

为研究氧化老化过程对生物炭性质及其对镉(Cd~(2+))吸附能力的影响及机制,以过氧化氢(H_2O_2)化学氧化方法模拟稻壳生物炭在自然环境中的氧化老化过程,通过等温吸附试验研究氧化老化过程对生物炭吸附Cd~(2+)能力的影响,运用扫描电镜和能谱分析(SEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和~(13)C核磁共振技术探究氧化老化过程中生物炭对Cd~(2+)的吸附机制。结果表明:氧化老化过程中生物炭的元素组成和比表面积变化不明显,但含氧基团增多,芳香性增强。老化前后生物炭对Cd~(2+)的吸附均符合准二级动力学模型,但氧化老化过程抑制了稻壳生物炭对Cd~(2+)的吸附能力,在298 K时,Langmuir预测Cd~(2+)在生物炭上的最大吸附量分别为未老化生物炭(BC,21.48 mg·g~(-1))氧化老化1次生物炭(OBC1,15.07 mg·g~(-1))氧化老化2次生物炭(OBC2,7.56 mg·g~(-1))氧化老化3次生物炭(OBC3,7.51 mg·g~(-1))。生物炭吸附Cd~(2+)的机理主要有表面络合作用、阳离子-π作用和离子交换作用,氧化老化后碱金属元素的变化抑制了表面吸附作用。     

生物吸附及微生物降解对4-溴联苯醚污染水体的修复

多溴联苯醚(PBDEs)作为阻燃剂被广泛使用。因为它对人类的器官、神经系统和免疫系统的危害以及向周边环境的不断迁移,已经逐渐成为人们迫切需要处理的污染物之一。以同系物4-溴联苯醚(BDE-3)作为降解对象,将海藻酸钠和生物碳混合制成微球制剂,对该制剂吸附BDE-3的潜力、机制及添加降解菌Sphingomonas sp. DZ3后微球菌剂的吸附增益效应进行研究。结果表明:2%的海藻酸钠为微球制备的最佳质量浓度,该微球制剂在液相中的吸附过程符合Lagergren准一级动力学方程和Elovich方程,微球的最大吸附量为28.6 mg·g-1。用添加微生物的微球菌剂对BDE-3污染水体进行修复时发现,微球菌剂在溶液中能加速BDE-3的降解,与游离的微生物相比,差异达极显著水平(P<0.01)。利用Monod降解动力学方程对该降解过程进行拟合,得到降解动力学方程为υ=υ_max·S/(K_S+S)=14.29·S/(31.71+S)。     

固定化生物硅藻土强化CAST工艺处理海水养殖废水研究

将3株从天津市某海水养殖场底泥中分离到的好氧反硝化菌按照3∶2∶1的比例组合成好氧反硝化复合菌剂,并采用5%聚乙烯醇、2%海藻酸钠和3%硅藻土将好氧反硝化复合菌剂包埋形成固定化生物硅藻土小球。将其投加到循环式活性污泥(CAST)反应器中,考察固定化生物硅藻土小球强化CAST工艺对海水养殖废水化学需氧量(COD)、无机氮和磷酸盐的去除效果。结果表明,在相同运行条件下,投加固定化生物硅藻土小球的CAST工艺对海水养殖废水中COD、无机氮和磷酸盐的去除率维持在83%、99%和96%以上,与传统CAST工艺相比分别提高了30、28和55个百分点左右。     

生物炭对铝富集酸性土壤的毒性缓解效应及潜在机制

【目的】红壤铝毒是土壤改良持续关注的问题之一。生物炭因其自身的理化和生物学特性,为探索解决该难题提供了新的思路和途径。论文通过在红壤中添加外源铝并种植作物,研究生物炭对铝富集土壤铝毒的缓解效应及潜在机制。【方法】选用酸性红壤做盆栽试验,种植小白菜,添加花生壳生物炭和外源铝,设置CK(0C+0Al)、C(2%C)、Al(1 mmol·L~(~(-1))Al)、C+Al(2%C+1 mmol·L~(~(-1))Al)4个处理,分析生物炭对铝富集红壤不同活性铝及作物生长的影响。【结果】铝毒会显著抑制小白菜的出苗,且加重红壤小白菜生长受抑制的情况,降低小白菜的生物量,同时,铝毒会显著提高小白菜铝含量。而施用生物炭能缓解铝毒对小白菜的抑制影响,显著改善小白菜的生长状况,降低小白菜铝含量,C+Al处理小白菜铝含量较Al处理降低89.4%。铝毒会显著降低红壤的pH,Al处理红壤pH较CK处理降低了0.36个单位,而施用生物炭能显著提高土壤pH,C+Al处理土壤pH较Al处理上升0.62个单位。Al处理较CK处理土壤活性铝含量上升276.4μg·g~(-1),远大于添加量(27μg·g~(-1)),而施用生物炭能显著降低土壤活性铝含量,C+Al处理较Al处理下降14.9%。此外,Al处理交换性Al~(3+)含量较CK处理上升23.1%,施用生物炭后,C+Al处理交换性Al~(3+)含量较Al处理下降46.5%。CK与Al处理土壤活性铝形态主要以具有生物毒害性的交换性Al~(3+)为主,C与C+Al处理土壤活性铝形态主要以单聚体羟基铝离子、胶体Al(OH)30为主。【结论】添加外源铝降低了土壤pH,加重铝的毒害,抑制作物的生长发育。此外,外源铝的添加对红壤中活性铝有较强的激发效应,使得交换性Al~(3+)含量显著升高。然而,生物炭能显著提高酸性土壤pH,且改变不同活性铝的含量,但其对4种不同形态活性铝的效应有较大差异,其主要通过降低具有生物毒性的Al~(3+)含量来缓解铝毒,从而改善作物生长状况。     

生物炭配施有机菌肥对豫中烤烟生长与产量及品质的影响

在施用等量烟草专用肥(m(N)∶m(P_2O_5)∶m(K_2O)=10∶10∶20)750 kg·hm~(-2)的基础上,设置CK(不施有机物料)、T1(增施生物炭1 500 kg·hm~(-2))、T2(增施有机菌肥1 500 kg·hm~(-2))、T3(增施60%有机菌肥+40%生物炭)、T4(增施50%有机菌肥+50%生物炭)、T5(增施40%有机菌肥+60%生物炭)6个处理,研究了生物炭配施有机菌肥对烤烟生长与品质的影响。结果表明,T3处理改善了整个生育期烟株的农艺性状;T2处理在30 d时显著提高了硝酸还原酶活性(10.85 mg·g~(-1)·h~(-1)),60 d(9.40 mg·g~(-1)·min~(-1))和90 d(3.36 mg·g~(-1)·min~(-1))和转化酶活性;T3处理在30 d时显著提高了谷氨酰胺合成酶活性(22.38 mg·g~(-1)·min~(-1))。T1处理提高了上部叶的总糖(215.4 g·kg~(-1))以及还原糖含量(200.3 g·kg~(-1));T3处理提高了中下部叶总糖(172.6,155.5 g·kg~(-1))、还原糖含量(149.0,131.0 g·kg~(-1))和钾含量(10.0,12.4 g·kg~(-1))。与对照相比,T2和T3处理烤后烟致香物质总量最高,分别达到874.80和818.26μg·g~(-1),并提高了烟叶的产值和产量及中上等烟的比例。综上所述,施用有机菌肥(T2)及60%有机菌肥配施40%生物炭(T3)有利于提高烤烟生长、品质及经济效益。     

老化生物炭对小白菜积累重金属的影响

[目的]生物炭对土壤中的重金属具有较强的吸附固定能力,能够降低重金属的植物可累积性。生物炭进入土壤后,在各种生物及非生物氧化作用下发生老化,而老化后的生物炭对土壤重金属的有效性以及对植物累积重金属的影响等方面的研究较少。[方法]本研究以氧化剂-干湿-冻融交替循环的方法对新鲜制备的生物炭(原始炭)进行老化,比较生物炭老化前后的阳离子交换量(CEC)、元素含量和表面官能团等参数的变化,并通过盆栽实验,探究生物炭老化前后对小白菜积累重金属(Pb、Cu、Cd)的影响。[结果]结果显示:与原始炭相比,老化作用能够增加生物炭的CEC、O/C值以及生物炭表面羟基和羰基的数量。相比未添加炭处理(对照组),老化炭的施用显著增加了土壤pH值和有机质含量(P0.05)。而老化炭对土壤重金属有效态含量表现为显著降低,且施加量越大,效果越明显。即相比对照,5%老化炭处理下土壤中Pb、Cu、Cd的减少率分别为12.42%、11.67%、11.21%。相应地,老化炭的添加显著降低了小白菜体内重金属累积量(P0.05),即未添加炭处理中小白菜体内Pb、Cu、Cd的含量分别为24.33 mg·kg~(-1)、28.8mg·kg~(-1)、0.2mg·kg~(-1),而在5%老化炭处理下小白菜体内Pb、Cu、Cd的含量各减少至3.33 mg·kg~(-1)、7.23mg·kg~(-1)、0.03mg·kg~(-1)。[结论]因此,老化生物炭依然能有效降低土壤重金属的生物有效性,说明生物炭对重金属污染土壤的修复具有一定的长期稳定性。     

600℃秸秆生物炭对典型黑土阳离子交换性能和盐基离子组成的影响

为促进生物炭在黑土区农业生产上的合理应用,采用盆栽试验的方式,供试植物为油菜,共设4个处理,土壤中生物炭添加量分别为0,100,200,300g·kg~(-1),研究了高温秸秆生物炭对典型黑土阳离子交换量和盐基离子组成的影响。结果表明:添加高温秸秆生物炭导致黑土阳离子交换量降低,当生物炭用量为300g·kg~(-1)时显著低于不添加生物炭的土壤;黑土添加高温秸秆生物炭后,交换性Ca~(2+)含量下降,交换性Na~+含量变化不显著,而交换性K~+和Mg~(2+)含量上升。通过本研究,建议土壤中高温裂解生物炭用量不超过300g·kg~(-1),对土壤阳离子交换量不会有显著影响。