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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

生物质炭是生物质在缺氧或绝氧条件下热解，生成的一种含碳丰富的固体物质。生物质炭的多孔结构和高含碳量使得它有广泛的应用。在农业上它被用来改善土壤质量，提高土壤固碳率。在工业上被用来去除如铬、镉、镍、汞、铅等重金属，同时还是去除如四环素、苯酚等化学物质的廉价手段。

生物质炭的理化性质如表面结构、孔隙特征、持水量等是评价生物质炭使用价值的重要标准，而制备原料则是生物质炭特性的决定性因素。鉴于此，研究不同原料对生物质炭理化性质的影响，获得制备生物质炭的最佳原料非常有必要。本课题对于确定制备原料，生产出理化性质优秀的生物质炭，进而提高其环境价值与应用潜力具有重要意义。

国内外研究现状

由于科技的迅速发展，工农业也发展迅速，土壤污染日渐加重，不仅是有机污染，重金属污染也是不容小觑。一方面，矿物燃料的不完全燃烧以及热解过程中会产生大量有机污染物，大多会随着烟尘或是废气释放入大气，再经干、湿沉降进入土壤中^[1,2]，而这些有机污染物多有高生物积累性和“三致”效应^[3]，因此不仅会污染土壤进而影响生态平衡还会通过生物链富集，危害人类健康。另一方面，在工农业生产中不免产生许多含有重金属离子和化合物的废渣废水，而这些废渣废水若不经正确严格的处理就排放进环境中，则会造成严重的重金属污染。土壤一经污染必将导致其肥力下降，进而农作物产量减少，此外，还会通过淋浴和地表径流等途径污染地表水和地下水，可能会由植物吸收经食物链富集，从而影响人类生活^[4]。土壤污染处理周期长，因此，在我国，关于如何防治土壤污染已经成为严峻的考验，有机物污染和重金属污染的治理技术也成为环境工作者关注的焦点。

2. 研究的基本内容

1、将松木、锯末、开心果壳置于马弗炉中，通入氮气在缺氧条件下加热，分别制取300℃、400℃下的生物质炭样品。2、用玻璃电极测定其PH。3、用元素分析仪测定C、N、H；用傅里叶变换红外光谱测定化学结构特征。4、用钼锑抗比色法测定有效磷浓度。4、对结果进行系统分析，表征出温度对各理化性质的影响。5、探讨不同原料制备得的生物质炭的理化特点及应用领域。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1.生物质炭的制备以及预处理

称取一定量的松木、锯末以及开心果壳于105℃下烘干两小时。先取一部分松木分别置于两个钢制圆筒中，放入马弗炉，通入n₂以排除马弗炉中的氧气，使马弗炉快速升温至300℃后，10min内升温至400℃，两个温度下各取出一个钢制圆筒自然冷却至室温25℃后收集产生的生物质炭，同样的方法制备开心果壳共获得4个生物质炭样品。再取一部分松木、锯末和开心果壳分别以锡箔纸包裹，经过和上述相同操作，再获得6个生物质炭样品。因此，本实验共有10个生物质炭样品^[18]，分别记为松木300℃n₂、400℃n₂、300℃包裹、400℃包裹；锯末300℃包裹、400℃包裹；果壳300℃n₂、400℃n₂、300℃包裹、400℃包裹。

取一定量生物质炭于研钵中研磨，全部过80筛，备用。

2. ph值

称取过筛后的2.5g各生物质炭样品置于50ml具塞比色管中，加入纯净水50ml，手动振荡保证固液混合后，放于超声波清洗机中振荡一小时，经过定量滤纸过滤，将滤液承接在烧杯中，用ph计（phs-3c，上海雷磁）测定其ph值并记录^[19]。

4. 参考文献

[1] zhang s c, zhang w, wang k y, et al. concentration, distribution and source apportionment of atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons in the southeast suburb of beijing, china.[j]. environmental monitoring assessment, 2009, 151(1-4):197.

[2] 丁克强, 骆永明. 多环芳烃污染土壤的生物修复[j]. 土壤, 2001, 33(4):169-178.

[3] menzie ca,potocki bb,santodonato j.exposure to carcinogenic pahs in the environment[j].environmental science technology,1992,26(7):1278~1284.