富硅生物炭缓解植物铝毒及其增强六价铬去除机理

摘要

生物炭是生物质限氧热解产生的富含炭颗粒,在土壤改良与地下水修复中应用潜力巨大,引起国际环境和土壤界极大关注.生物质和裂解温度是影响生物炭功能的两个重要因素,如秸秆等草本类生物质含有大量的硅,当裂解温度逐渐升高时,硅形态发生显著变化,从而影响其与污染物的耦合作用.研究发现,硅在生物炭高效缓解铝的植物毒性中具有重要的作用,一方面,生物炭上的硅颗粒是吸附铝的重要位点,其主要原理是硅与铝通过氢键作用形成铝硅化合物,从而实现铝的长久固定.另一方面,从生物炭上溶解出来的硅可迁移进入植物根系,与根系中的铝耦合,降低铝的植物毒性.因此,生物炭裂解过程中硅形态的变化与释放,直接影响其与铝的界面过程,该研究结果为揭开"亚马逊黑土"之谜提供重要理论支撑.