【曹心德教授课题组】土壤胶体对生物炭胶体团聚和稳定性的影响 2021-03-01

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2021年1月，曹心德课题组的研究成果“土壤胶体对生物炭胶体团聚和稳定性的影响”发表于环境领域重要期刊“Science of the Total Environment”。论文题目“Soil colloids affect the aggregation and stability of biochar colloids”。

生物炭胶体的稳定性在水分、养分以及污染物的迁移和传输方面起着重要作用。该论文研究了生物炭胶体的自团聚行为及其受土壤胶体包括：高岭土、针铁矿和腐殖酸的影响和作用机制。研究表明，生物炭胶体的稳定性不仅取决于其自身理化性质，而且还受土壤胶体性质的影响。因丰富的羟基和羧基含氧官能团产生了较高的斥力能垒，导致WS生物炭胶体具有最高的稳定性，其次分别是SS和DM生物炭胶体。带负电的高岭土胶体的存在增加颗粒间的静电排斥，提高了DM和SS生物炭胶体的稳定性，但由于产生了静电屏蔽，降低了WS生物炭胶体的稳定性。相反，带正电的针铁矿胶体可以与生物炭胶体产生静电中和，诱导SS和WS秸秆生物炭胶体的聚集，但静电屏蔽的产生抑制了DM生物炭胶体的团聚速率。此外，腐殖酸的存在显著增加了生物炭胶体的静电斥力，从而提高生物炭胶体的稳定性。我们的研究结果表明，将生物炭应用于农业或环境领域时，应同时考虑生物炭的原料来源和土壤胶体的成分，这可能进一步影响土壤养分或污染物的迁移和传输。

Fig. 2 Attachment efficiency of biochar colloids (a) without and with the presence of kaolin (b), goethite (c), and humic acid (d). DM, dairy manure; SS, sewage sludge; WS, wheat straw; Kao, kaolin; Goe, goethite; HA, humic acid.

Xiangyang Gui, Bingqing Song, Ming Chen, Xiaoyun Xu, Zhefan Ren, Li X, Xinde Cao^*. Soil colloids affect the aggregation and stability of biochar colloids. Science of The Total Environment, 2021:145414.

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721004824