《表2 不同生物质类型的生物炭性状对比》

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《生物炭在铀污染土壤修复中的应用研究进展》

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制备生物炭的生物质来源主要为农、林废弃物以及家禽粪便和市政垃圾，不同生物质炭的固炭率、灰分率、p H值、比表面积和元素含量各有不同，不同生物质类型的生物炭性状对比见表2[25-26]。由表2可以看出，林业和农业类生物炭的固定炭和C元素占比较高，这可能与农、林业炭的高木质纤维素含量有关[27]。C是生物炭的关键元素，富碳生物炭施入土壤可以提高土壤有机碳含量，提高土壤的稳定性并保留更多的养分，从而更宜于植物生长。C能够建立与其他元素（O、H）相连的官能团，如C——O，—COOH等。生物炭吸附铀的机制与含有C，O的官能团有关，如吴素强[28]发现，改性椰果生物炭之所以能够吸附水溶液中的铀，其主要原因为UO22+与—OH、—COOH和C——O官能团的络合；Tan W等[29]研究表明，锯末生物炭能够吸附土壤中的铀，主要因素为生物炭表面高凝聚态的—COO基团与铀酰离子的络合作用。由此可知，在土壤修复领域，固定炭较高的林业与农业生物质炭具有较高的应用前景。污泥炭的灰分较高，灰分与生物炭中碱性金属的含量呈正相关关系，若生物炭中富含Ca，K，Mg，Na，Si等无机离子则更易与重金属离子发生离子交换，从而达到吸附的效果[30]。此外，生物炭p H值的升高主要源于灰分中的Si O2、Al2O3和Ca O等碱性物质[31]。但灰分高反映了官能团数量的减少，这可能会影响生物炭对铀和重金属离子的络合能力[32]。比表面积与物理吸附能力密切相关，而且比表面积越大就意味着生物炭表面能负载更多的官能团，有利于生物炭改性。各生物炭比表面积大小对比关系：林业垃圾>农业垃圾>市政垃圾>家畜垃圾，说明林业类生物炭的物理吸附能力较强，具有更高的改性应用前景。