生物炭具有离子吸附交换能力及一定吸附容量,其可改善土壤的阳离子或阴离子交换量,从而可提高土壤的保肥能力。生物炭对土壤阳离子交换量CEC或保肥能力的改善取决于生物炭的CEC,pH及生物炭在土壤中氧化。生物炭比表面积大,可以增强土壤对阳离子的吸附能力,增加耕层土壤CEC。生物炭对低CEC和pH的酸性土壤中的CEC改良特别有效,其中土壤CEC的改良与生物炭的原料的碱度、有机氮的矿化和铵根的硝化作用有关。生物炭的pH升高,其对重金属离子的吸附和固定加强,说明了生物炭对重金属的吸附与生物炭的表面官能团和pH值有关生物炭可以吸附重金属、有机物等污染物,对水环境和土壤污染治理有一定的作用。内蒙古科研用生物质炭怎么制作

对于蔬菜、水果等经济作物,生物质炭在提升品质、减少污染物积累方面优势***。在番茄种植中,向大棚土壤添加 2~3t/hm² 竹炭基生物质炭,可调节土壤 pH 值,增加土壤有机质含量,使番茄单果重增加 8%~12%,维生素 C 含量提升 10%~15%,同时降低果实中硝酸盐含量(降幅达 20%~25%),符合绿色农产品标准。在草莓种植中,生物质炭的保水保肥特性可减少水分与养分波动,使草莓结果期延长 10~15 天,可溶性糖含量提升 5%~8%,口感更佳。针对茶叶种植中的土壤重金属污染问题,添加 5t/hm² 油茶壳基生物质炭,可通过吸附固定土壤中的铅、镉离子,使茶叶中重金属含量降低 30%~40%,保障茶叶质量安全,为经济作物绿色种植提供技术支撑。福建环境修复生物质炭秸秆制备生物炭的得碳率一般在20%到40%之间,原材料类型、热解时间和温度都会影响得碳率。

生物炭具有高的吸附能力。生物炭的孔隙结构能降低土壤容重、降低土壤密度,生物炭具有较大的比表面积和较高表面能,有结合重金属离子的强烈倾向,因此能够较好地去除溶液和钝化土壤中的重金属。李力等的镉去除实验中BC350和BC700两种玉米生物炭的比表面积分别为7.72m2/g和120m2/g,结果显示BC700对Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率远小于BC350,吸附效果更好;刘玉学等研究比表面积为81.8m2/g、总孔容积为0.080cm3/g的稻秆炭和比表面积189.6m2/g、总孔容积为0.175cm3/g的竹炭对小青菜及其土壤的影响,结果显示生物炭的施入能降低土壤容重
生物质炭因吸附能力强、成本低,成为水污染治理的理想材料,尤其在处理有机污染物与重金属废水方面效果突出。对于含染料(如亚甲基蓝、刚果红)的工业废水,木屑基生物质炭对染料的吸附量可达 100~300mg/g,通过孔隙吸附与表面官能团络合作用,去除率超过 90%,且吸附后的生物质炭可通过高温再生(800℃左右)重复使用,降低处理成本。在重金属废水(如含镉、铜离子)处理中,秸秆基生物质炭经酸洗改性后,表面羧基含量增加,对镉离子的吸附量提升至 50~80mg/g,远超未改性生物质炭,且吸附过程受 pH 值影响小,适合复杂废水处理。此外,生物质炭还能吸附水中的氮、磷营养盐,用于治理富营养化水体,使水体中总氮、总磷去除率分别达 30%~40%、40%~50%,缓解水体 “水华” 问题。生物炭可作为土壤改良剂或有机肥料的一部分,提高作物产量和质量。

生物炭的pH一般呈碱性,Balwant等研究发现,生物炭pH介于6.93~10.26范围之间,也有研究报道可以制备pH介于4~12之间的生物炭。生物炭中无机矿物是造成生物炭pH偏碱的主要原因,生物炭的表面含氧官能团(如羧基和羟基)也可能对生物炭的pH有一定的贡献。阳离子交换量(CEC)是反映生物炭表面负电荷的参数,也决定其在土壤中持留铵、钙和钾等阳离子的能力,生物炭CEC与其表面含氧官能团含量正相关。现有报道中生物炭的CEC差异很大,介于71mmol/kg和34cmol/kg。Balwant等认为生物炭的CEC介于71.0~451.5mmol/kg范围之间生物炭能吸附土壤和水体中的重金属、农药、有机污染物和其他有害化学物质,起到污染物去除和土壤修复作用。福建环境修复生物质炭
能否把生物炭当成土壤有机质。不能把生物炭当成土壤有机质。内蒙古科研用生物质炭怎么制作
在土壤重金属污染修复领域,生物质炭通过 “固定 - 钝化” 作用降低重金属生物有效性,实现土壤安全利用。针对镉污染农田,添加 3~5t/hm² 油菜秆基生物质炭,可通过表面吸附、离子交换将活性镉转化为稳定态(如碳酸盐结合态、有机结合态),使土壤有效镉含量降低 40%~50%,作物镉吸收率下降 30%~40%,且修复后土壤可正常种植玉米、大豆等作物,不影响农业生产。对于铅污染土壤,生物质炭中的磷元素可与铅离子形成难溶的磷酸铅沉淀,进一步增强固定效果,使土壤有效铅含量降幅达 50%~60%。此外,生物质炭还能通过改善土壤结构、提升微生物活性,间接促进重金属的转化与降解,形成 “物理固定 + 生物转化” 的协同修复机制,适合大规模农田重金属污染修复工程。内蒙古科研用生物质炭怎么制作