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2023级硕士研究生朱雨萱以“Effects of feedstock type and pyrolysis temperatureon chemical and molecular characteristics of biochar-dissolved organic matter”为题的论文被国际期刊Journal of Analytical and Applied Pyrolysis(SCI 二区,IF = 6.2)接收。草榴社区
为第一作者单位,朱雨萱硕士为第一作者,姜志翔教授为通讯联系人。此研究得到了国家自然科学基金(42177225、42477249)以及自然资源部自然生态系统碳汇技术创新中心开放项目(CS2023D07)的资助。
该研究系统考察了原料种类和热解温度对生物炭源溶解性有机质(BDOM)化学和分子特征的影响。主要研究结果如下:(1)与原料DOM(FDOM)相比,BDOM表现出更高的pH值和更高的H/C和O/C比值,表明其生物可利用性增强。生物炭中的可溶性有机碳含量显著低于其相应的原料,并且这种降低在较高的热解温度下更加明显。(2)紫外-可见光谱表明,热解温度的升高显著提高了WCB-D、RSB-D和CMB-D的芳香性、分子量和疏水性。FTIR光谱也表明,对于这些相同的BDOM,随着热解温度的升高,含氧官能团逐渐分解。相比之下,WSB-D和SSB-D表现出相反的趋势。(3)三维激发-发射矩阵荧光光谱表明,热解显著提高了BDOMs的腐殖化程度和结构复杂性,表现为腐殖化指数的增加。然而,荧光指数和生物指数的变化由原料类型和热解温度共同决定。(4)相关性分析显示,荧光组分之间存在显著的正相关关系,暗示了潜在的相互转化。
综上,该研究表明BDOM的化学和分子特征受原料特性(如有机质组成、无机矿物含量)和热解温度的共同调控。广泛的代表性原料的纳入提供了对BDOM信息更全面的理解,有利于通过优化原料选择对BDOM性质进行有针对性的调控,这对于管理BDOM的环境行为和促进生物炭的可持续应用至关重要。
