生物炭吸附有机污染物的研究进展

摘要　生物炭(biochar)是指生物质在缺氧条件下热裂解产生的一种产物，由于其精致的孔隙结构和独特的表面化学性质，对环境介质中的有机污染物有超强的吸附能力，进而影响污染物的迁移与归宿，近年来生物炭对有机污染物的吸附特性及机理研究已成为环境科学领域的研究热点之一，本文从生物炭的典型性状、吸附有机污染物的机理、影响因素以及对土壤中有机污染物生物可给性的影响等方面进行了综述，并提出生物炭吸附有机污染物未来的研究方向。

关键词　生物炭，吸附，机理，有机污染物。

随着现代上农业生产的快速展，农药、化肥和工业废物等伴生的有机污染物(如PAHs、PCBs、芳香硝基化合物等)不断进入环境中，这些痕量有机污染物常具有“三致”效应和高生物累积性，它们的扩散不仅会污染环境、破坏生态平衡，而且还可以通过食物链途径危害人体健康，因此展有机污染物的治理技术已经成为环境工作者的迫切任务之一。

近年来兴起的生物炭技术，由于其具有多种环境效益，如改善土壤环境，提高粮食产量，消减环境风险等而受到广泛关注，生物炭制备原料来源丰富，制备工艺相对简单，具有精致的微孔结构和巨大的比表面积，吸附能力超强，能够强烈吸附菲、敌草隆、硝基苯和多环芳烃等多种有机污染物，这些特性使其可作为一种廉价高效的吸附剂而用于有机污染治理，在土壤和水体中有机污染物控制方面具有巨大的潜力，生物炭的吸附行为可以影响污染物在环境中的迁移转化、生态效应以及受污染环境介质的控制和修复等过程，因此，研究生物炭对有机污染物的吸附作用成为近年来环境工作者十分关注的科学问题。

本文对生物炭的典型性状、生物炭对有机污染物的吸附机理、影响吸附的因素以及牛物炭施用对土壤中有机污染物生物可给性的影响等方面进行了综述，并提出了生物炭吸附有机污染物未来的研究方向。

1　生物炭的基本特性

生物炭是指在缺氧条件下，生物质热裂解产生的一种产物，属于黑碳的一种，生物炭多为颗粒细致、质地较轻的黑色蓬松状固态物质，主要组成元素为碳、氢、氧、氮等，含碳量多在70％以上，其原料来源广泛，农业废弃物(如鸡粪、猪粪、木屑、秸秆)及工业有机废弃物、城市污泥等都可作为其原料。

生物炭具有高度的芳香化结构，这种结构特点决定了它比其它来源的母体碳具有更高的化学和生物学稳定性，具有更强的抵抗微生物分解的能力，可长期保存于环境和古沉积物中而不易被矿化，因此被认为是稳定的CO2储库，Kuzyakov等人利用C标记的方法分析了多年生黑麦草制备的生物炭的滞留时间，结果表明在自然条件下，生物炭的平均滞留时间大约是2000年，半衰期是1400年，这样的稳定性使其可以长期存在于环境中。

生物炭具有成为优质吸附材料的独特表面物理化学性质，从微观结构上看，生物炭具有疏松多孔、比表面积大的特点，且生物炭表面官能团包括羧基、酚羟基、酸酐等多种基团，这些特征使生物炭具有良