Ca改性生物炭对土壤磷赋存形态影响及稳定化机制

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：张超,翟付杰,单保庆

单位：中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室, 北京 100085,中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室, 北京 100085,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室, 北京 100085,中国科学院大学, 北京 100049

摘要：针对湖库周边农田淹没后土壤磷释放风险控制的问题，采用共热解法制备Ca改性生物炭（Ca-BC），通过X射线光电子能谱分析（XPS）、X射线多晶粉末衍射分析（XRD）、吸附实验和模拟培养实验等，进行Ca-BC 对土壤磷赋存形态影响和稳定化机制研究.结果表明，Ca-BC 吸附磷的过程符合Langmuir（R2 = 0.940）和一级吸附动力学模型（R2 = 0.961），表明该吸附过程为化学作用主导的单层吸附，最大吸附量达到267.93 mg·g-1.模拟培养实验表明，当Ca-BC添加量为1%时，土壤中较活跃性的交换态磷形态从7.42%下降至4.59%. XRD结果表明，Ca-BC吸附磷后出现Ca₃（PO₄）₂和Ca₅（PO₄）₃（OH）吸收峰，证明磷酸盐在生物炭表面形成较稳定的晶体沉淀.XPS分析表明，生物炭表面羰基官能团参与磷固定过程，提高了生物炭对磷的吸附能力.总体来讲，Ca-BC 添加量大于1%时，对磷的释放有较好的固定能力，具备对土壤磷释放控制的潜在应用价值.

关键词：改性生物炭,土壤,新增淹没区,磷酸盐,赋存形态,