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基于2D-COS分析不同热解温度及分子量生物炭DOM的光谱特征
1
作者 肖颖晨 汪王宇 +3 位作者 聂明华 晏彩霞 丁明军 陈洁 《环境科学学报》 北大核心 2025年第3期336-349,共14页
选取喜旱莲子草为生物炭原料,利用多种光谱技术和方法,探究不同热解温度(300~700℃)和分子量(0.3、1、3和10 kDa)生物炭溶解性有机质(BDOM)的理化特征,以期为生物炭的应用和入侵植物资源化利用提供理论依据.通过三维荧光光谱结合平行因... 选取喜旱莲子草为生物炭原料,利用多种光谱技术和方法,探究不同热解温度(300~700℃)和分子量(0.3、1、3和10 kDa)生物炭溶解性有机质(BDOM)的理化特征,以期为生物炭的应用和入侵植物资源化利用提供理论依据.通过三维荧光光谱结合平行因子分析法共解析出2个类腐殖质和1个类蛋白质组分,各热解温度BDOM总体均以类腐殖物质含量更高,随热解温度升高类蛋白物质百分比逐渐增加.二维相关图谱(2D-COS)结合同步荧光光谱(SFS)分析结果表明,类富里酸对热解温度变化较敏感,并以类腐殖质组分的变化更早;而结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)的分析结果表明,酚类和酰胺类物质随热解温度变化的方向不同且快于其他官能团.移动窗口2D-COS分析结果表明,500℃时荧光物质和官能团的响应最强.当透析袋孔径为6 kDa左右时,各BDOM体系荧光组分的变化最显著.而基于SFS-FTIR的Hetero-2DCOS分析表明,主要官能团与类富里酸均随热解温度发生变化,其中,N−H(酰胺II)的变化快于类富里酸,但方向相反.此外,不同分子量BDOM透析过程中,低热解温度以类络氨酸组分较敏感,而高热解温度以类富里酸组分更敏. 展开更多
关键词 生物炭溶解性有机质(bdom) 热解温度 分子量 光谱分析 二维相关图谱分析(2D-COS)
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长三角典型城郊流域生物可降解性有机质的分布及影响因素 被引量：2
2
作者 吴文雨 马菁晟 +2 位作者 杨磊 李敏 唐剑锋 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期210-218,共9页
快速城镇化改变了流域水体中碳的生物地球化学循环过程,生物可利用性的溶解性有机质组分是其中最为关键的一环,辨识生物可降解性有机质(BDOM)的时空分布特征及其影响因素对流域水质管控具有重要意义和应用价值.以长三角地区典型城郊流... 快速城镇化改变了流域水体中碳的生物地球化学循环过程,生物可利用性的溶解性有机质组分是其中最为关键的一环,辨识生物可降解性有机质(BDOM)的时空分布特征及其影响因素对流域水质管控具有重要意义和应用价值.以长三角地区典型城郊流域樟溪为研究对象,根据流域地形特征、土地利用及人类活动强度布设监测点位,于2019年分别在雨季和旱季采样,利用三维荧光平行因子(EEM-PARAFAC)方法结合源汇景观模型研究流域水体BDOM的时空分布特征.结果表明,流域中生物可降解性有机碳浓度范围在0.57~6.80 mg·L^(-1),且具有较高的时空异质性,人类活动强度较高的区域水体中BDOM的浓度也相对较高,且雨季显著高于旱季.EEM-PARAFAC分析结果表明,流域BDOM主要包括陆源腐殖质(C1)和类蛋白质类(C2)这2种荧光组分.流域BDOM及其陆源腐殖质荧光组分主要受土地利用和人类活动的影响,其浓度与农业及城镇用地比例和源汇景观负荷比(LWLI)关系密切,表明城镇化过程中人类活动是影响BDOM分布的重要因素. 展开更多
关键词 城郊流域 溶解性有机质(DOM) 生物可降解性有机质(bdom) 土地利用格局 平行因子分析
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鄱阳湖不同湿地植物生物炭衍生DOM的光谱特征 被引量：4
3
作者 陈嘉铭 聂明华 +3 位作者 晏彩霞 刘赟 丁明军 鞠民 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期396-410,共15页
目前有关天然湿地植物生物炭衍生溶解性有机质(BDOM)光谱特征尚缺乏系统的分析,因此,本研究采用紫外可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析法(PARAFAC)、荧光区域积分法(FRI)对鄱阳湖3种湿地植物(苔草、南荻和芦苇)的物质组成和... 目前有关天然湿地植物生物炭衍生溶解性有机质(BDOM)光谱特征尚缺乏系统的分析,因此,本研究采用紫外可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析法(PARAFAC)、荧光区域积分法(FRI)对鄱阳湖3种湿地植物(苔草、南荻和芦苇)的物质组成和光谱特征进行了分析.结果表明,热解温度对湿地植物BDOM的生物地球化学特征有很大影响,随热解温度的升高其稳定性提高,在500℃及以上的热解温度下可产生有效固碳生物炭.热解温度是影响BDOM释放的关键因子,BDOM释放量与温度呈显著负相关.BDOM释放含量总体上呈苔草>南荻>芦苇的规律.随着热解温度的升高,BDOM的分子量、类蛋白质浓度、有色溶解性有机质相对丰度、富里酸比例和芳香性逐渐下降,而腐殖化程度、自生源成分则先上升后下降.此外,通过PARAFAC解析出2个类腐殖质组分和2个类蛋白质组分,且苔草BDOM中荧光组分总体多于南荻和芦苇.FRI结果表明,300℃下BDOM以类富里酸为主,其他条件下BDOM以络氨酸类蛋白质、色氨酸类蛋白质为主.并且,本研究利用主成分分析进一步探究了这些光谱参数间的相互关系,结果表明,苔草的溶解性有机碳含量、蛋白质浓度、芳香性、有色溶解性有机质相对丰度和自生源有机质浓度均高于南荻和芦苇. 展开更多
关键词 生物炭 湿地植物 生物炭衍生溶解性有机质(bdom) 光谱特征 鄱阳湖
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生物炭中溶解性有机质对污染物环境行为的影响 被引量：11
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作者 周丹丹 王薇 +2 位作者 张军 刘洋 杨迪 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2019年第7期1492-1498,共7页
生物炭的广阔应用前景吸引了研究者的广泛关注。生物炭中具有显著流动性的溶解性有机质(Biochar-derived dissolved organic matter,BDOM)作为一种高效的吸附载体,对污染物迁移的影响显著,是了解生物炭环境效应的关键。然而,原料来源及... 生物炭的广阔应用前景吸引了研究者的广泛关注。生物炭中具有显著流动性的溶解性有机质(Biochar-derived dissolved organic matter,BDOM)作为一种高效的吸附载体,对污染物迁移的影响显著,是了解生物炭环境效应的关键。然而,原料来源及热解温度与BDOM的特性之间的关联性,以及BDOM与污染物相互作用的机制尚未明确。因此,文章通过综述原料及热解温度对BDOM特性的影响,以明确BDOM影响污染物环境行为机制的研究现状。有关研究表明:(1)生物质原料中木质素含量越高,BDOM C含量越高,官能团种类更加丰富,芳香性更强,而产率则越低;(2)随热解温度的升高,BDOM中C含量增加、芳香性增强,而产率及含氧官能团种类降低;(3)BDOM与疏水性有机污染物形成致密的类胶体结构,使疏水性有机污染物的溶解度提高,从而使疏水性有机污染物更容易被降解;(4)BDOM通过增加土壤中溶解性有机质的含量,从而形成新的吸附位点(如羧基官能团),以促进土壤对重金属或有机污染物的固持;(5)BDOM与重金属发生络合或氧化还原作用,影响重金属形态,从而改变土壤中重金属的毒性和生物有效性。该文可为全面评估生物炭在土壤污染修复应用中的功能提供参考。 展开更多
关键词 生物炭 溶解性有机质 有机污染物 重金属
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