麻省大学邢宝山、河北工业大学廉菲等ES&T综述：纳米黑炭（生物炭）在生物地球化学过程中的重要作用

环境人Environmentor · 公众号 · · 2024-10-04 12:21

正文

近日， 河北工业大学廉菲教授与美国麻省大学邢宝山教授在环境领域顶级期刊ES&T联合发表关于纳米黑炭（生物炭）生物地球化学行为与效应的综述文章。 系统分析了纳米黑炭在水土环境中的形成以及独特性质、纳米生物炭在生物地球化学过程中的潜在功能以及环境应用等方面的最新进展与未来发展方向。

文章亮点：

澄清了溶解性黑炭（dissolved-BC）与纳米黑炭（nano-BC）两者在形态、结构、功能等方面的差异。

根据过渡态理论，异相团聚体（heteroaggregates）是纳米黑炭在水土环境中最主要的存在形式之一，其大小和形状显著影响纳米生物炭的行为与化学活性。

阐述了纳米黑炭在与污染物共迁移、介导电子传递、根际界面反应、与土壤微生物相互作用等领域的重要贡献与作用机制。

图文导读

图1. 生物质热解过程中可溶性黑炭各组分的演变规律，以及这些组分的物理化学性质受炭化温度、颗粒大小的影响，以及相关的分析方法

图2. （a）粗颗粒黑炭在环境老化过程中（包括物理磨损、生物和非生物氧化，以及光降解）产生纳米黑炭的可能路径。（b）纳米黑炭在环境中的主要存在形式及相互作用

图3. 陆地生态系统中纳米黑炭的形成、迁移和转化的概念图

图4. 纳米黑炭参与关键生物地球化学过程，包括表面反应（吸附、氧化还原和异相团聚）、与污染物共迁移、介导电子传递、与植物根系和微生物相互作用的示意图

作者简介

廉菲（第一作者，通讯作者），河北工业大学能源与环境工程学院，元光学者特聘教授，博导，污染控制与环境健康研究所所长。入选全球前2%顶尖科学家，入选天津市创新人才推进计划；先后主持国家自然科学基金4项（面上3项、青年1项）、省级自然基金等项目10余项，论文单篇最高引用超过500次。河工大为“211工程”重点建设高校，2017年、2022年连续入选国家“双一流”建设高校，环境工程专业具有从本科-博士完整的人才培养体系， 研究所诚聘青年教师及博士后加盟。

联系方式：[email protected]

邢宝山 （通讯作者）：美国麻省大学阿默斯特分校环境与土壤化学终身教授，麻省大学农学院主任。在Nat. Nanotechnol., PNAS, ACS Nano, ES&T等高影响力期刊发表论文700余篇，H指数140，被引量80000余次。

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