原料和热解温度对生物炭中可溶性有机质的影响

摘要

以水稻秸秆和杉木凋落物为原料,选择不同热解温度(350、500和650℃)制备生物炭,研究原料与热解温度对生物炭中可溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)含量和光谱特征的影响.结果表明,随着热解温度的升高,两类生物炭pH值分别从8.10和6.56上升至10.53和8.23;热解温度对生物炭全碳(TC)含量的影响并不明显,但原料及其与温度交互作用的影响显著(P<0.05).两类生物炭中可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)含量呈先降低后升高的趋势,相同热解温度下水稻生物炭的显著高于杉木生物炭的(P<0.05).原料对DOM芳香化指数(SUVA254值)无显著影响,但温度及其与原料交互作用的影响显著(P<0.05),在500℃时该值最大,芳香化程度最高.三维荧光光谱表明,DOM组分以类富里酸和类腐殖酸为主,但这两种物质对热解温度的响应不同.傅里叶红外光谱分析发现,两类生物炭DOM在5个区域的相似位置存在吸收峰,其中,脂肪族C—H的伸缩振动随着热解温度的升高逐渐减弱.因此,高温(500℃和650℃)与低温(350℃)制备的生物炭相比,DOC含量降低,但其芳香化和腐殖化程度升高,稳定性增强.