生物炭对障碍性土壤改良修复的作用机理[权威资料

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1、生物炭对障碍性土壤改良修复的作用机理　　摘要：生物质固体废弃物在绝氧热裂解条件下转化为生物炭。人类以生物炭的形式完成碳的“捕获”（捕集、捕捉），又通过生物炭的土地利用实现碳的“存储”（封存、固存）。生物炭的土地利用不仅实现了碳存储，且能改良和修复各类障碍性土壤。本文重点阐述生物炭对盐渍土壤、酸性土壤、污染土壤改良修复的作用机理，为生物炭大面积土地利用与障碍性低产土壤改良修复提供理论支撑。　　关键词：生物炭土地利用；障碍性土壤；改良修复机理　　S156ADOI编码：10.3969/j.issn.100

2、6-6500.2016.07.001　　Abstract：Solidbiologicwastecanbecomebio-carbonafteranoxybioticpyrolyticreaction.Humanbeingachievedcarboncollectionintheformofbio-carbon，andactualizedcarbonstoragethroughbi-carbon-basedsoilutilization.Applyingbio-carbontosoilnotonlyc

3、onducestocarbonstorage，butalsohelpstoimproveandrepairvarioussoiltypes.Thispapermainlyfocusesondescriptionofthefunctionmechanismofbio-carbon-basedimprovementandrepairingofpollutedsoil，whichprovidesatheoreticalfoundationtomassiveuseofbio-carbontosalinize

4、dsoil，acidsoilandlow-yieldsoilimprovements.　　Keywords：biocharutilizationinlandimprovement；constraintland；mechanismofimprovementandrestoration　　20世纪80年代以来，全球温室效应、气候变暖、大气污染等环境问题成为人类社会可持续发展的重大挑战。大气中CO2含量的增加导致全球气候变暖，对生态环境和人类生活环境产生严重影响。减少CO2产生量的最重要途径是减少化石能源

5、使用量。生物炭土地利用是CO2零排放的重要途径，生物炭的生产过程是生物质固体废弃物无害化、资源化的过程。　　煤炭是推动英国工业革命的血脉。燃煤产生的SO2、CO2、NOx以及粉尘污染曾令伦敦“雾都”之名举世闻名。英国政府于2012年颁布新《能源法案》并投入10亿英镑启动“碳捕捉与存储”招标计划。　　“碳捕捉与存储”技术越来越受到世界各国的关注与重视，尤其是以煤炭为主要能源的中国。天津市“十三五”规划纲要提出：到2020年煤炭占一次性能源的消费比重降到50%以下；中心城区和滨海核心区实现无燃煤化，PM

6、2.5年均浓度值下降25%；要推动低碳循环发展，鼓励碳捕集利用和封存等相关技术开发和应用；要严格控制土壤污染，开展受污染农田和盐渍化土地等综合治理与修复。　　河北“奥洁”新能源公司以生物质固体废物弃物为原料，采用绝氧热裂解催化干馏与蒸馏耦合技术及装置，把生物质固废转化为生物炭，又联合河北省农业科学院开展了生物炭土地利用的各项试验研究，以期在完成“碳捕捉”、“碳封存”、“固碳减排”的同时，达到土壤改良和修复的目的。　　我国有障碍性低产土壤0.7亿hm2，占1.2亿hm2耕地总面积的58%。生物炭的土地

7、利用不仅能够实现碳在土壤中的“封存”和减少CO2、SO2、CH4、NOx等温室气体排放，且对酸性土壤、盐碱土壤、污染土壤等各类障碍性低产土壤具有改良修复的多重作用。加强生物炭对障碍性土壤改良与修复机制的理论研究，进一步推进生物炭的工业化生产和推广生物炭的土地利用，将是实现“低碳、绿色、循环”和“藏粮于地”、“藏粮于技”（习近平，2016-03-06）的重要实践。　　1生物炭对盐渍土改良的作用机理　　盐渍土是盐土、碱土、盐化土、碱化土等含盐、含碱有害盐类的低产土壤的通称，也称盐碱土。如土壤中只有过多的

8、可溶性盐，称盐化土或盐土；若土壤中可溶性盐的浓度并不高，但在土壤胶体上含有较多的代换性钠离子，则称为碱化土或碱土。我国有各类盐渍化耕地3487万hm2（其中盐土1600万hm2，碱土87万hm2，各类盐化和碱化土壤1800万hm2），占全国耕地总面积（1.2亿hm2）的29%。　　1.1生物炭对盐土和盐化土壤的改良机理　　盐土和盐化土是可溶性盐在土壤中累积所造成的。根据耕层（0～20cm）土壤可溶性盐的含量，分为轻度（1.0～2.0g・kg-1）、中度（2.0～4.0