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生物炭施用土壤的固碳减排效应及机制 被引量：6
1
作者 李文杰 左翔之 +2 位作者 王建 秦超 高彦征 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期5913-5923,共11页
随着我国“双碳”目标的提出,生物炭因其具有增加土壤碳汇潜力的作用而受到广泛关注.目前,研究者们对生物炭固碳减排潜力进行了大量研究,但对于其固碳减排效应和机制缺乏系统的总结.为此,本文综述了国内外最新研究进展,重点介绍了生物... 随着我国“双碳”目标的提出,生物炭因其具有增加土壤碳汇潜力的作用而受到广泛关注.目前,研究者们对生物炭固碳减排潜力进行了大量研究,但对于其固碳减排效应和机制缺乏系统的总结.为此,本文综述了国内外最新研究进展,重点介绍了生物炭施用土壤的固碳减排效应,阐述了生物炭施用主要是通过土壤途径依靠自身稳定性和促进微生物续埋效应产生来增加土壤碳库含量和稳定性,以及通过植物途径增加地上植被光合作用和生物量碳库来增加其负排放潜力,此外,全生命周期评估(LCA)得出:优化生物炭的制备工艺以及将生物炭系统与其他生物能源系统有机结合是发挥生物炭固碳减排潜力正效应的有效措施;本文总结了生物炭施用土壤的固碳减排机制,主要包括:生物炭的非生物氧化过程是决定自身“碳封存”稳定性的关键;生物炭施用可通过为微生物提供生长所需营养物质和栖息地以及提高土壤营养元素的生物有效性,促进微生物同化和植物生长发育,增加生物炭的负排放潜力;亦可通过改变土壤性状,抑制微生物之间的信号分子和胞外电子传递以及酶的分泌,调控温室气体的排放;生物炭与土壤原有机质、矿物结合形成有机-矿物复合体,以及促进微生物分泌菌丝、胶结物质和一系列疏水蛋白可以提高土壤团聚体的稳定性,增加土壤碳库的稳定性.总而言之,生物炭施用有利于土壤碳库含量及其碳稳定性的增加.未来研究应着眼于开展生物炭非生物氧化过程与生物氧化、炭稳定性之间的机理研究,以及重视微生物碳泵和生物炭-有机-矿物界面动态在生物炭固碳减排过程中的作用.本文旨在为生物炭的实际应用和生态可持续发展提供理论依据. 展开更多
关键词 生物炭 固碳减排 全生命周期评估 激发效应 土壤团聚体
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固定化菌剂对邻苯二甲酸酯的降解效能及途径
2
作者 陆雯逸 王泽铭 +3 位作者 左翔之 刘奕翔 武海涛 高彦征 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1584-1591,共8页
为了提高微生物降解环境中PAEs的效能,采用吸附法对Glutamicibacter sp. A4、Bacillus sp. W34和Rhodococcus sp. 2G 3株具有PAEs降解能力的菌株进行固定化,研究了固定化菌剂降解PAEs的效能及途径.结果表明,复合菌群7d内对总浓度为120m... 为了提高微生物降解环境中PAEs的效能,采用吸附法对Glutamicibacter sp. A4、Bacillus sp. W34和Rhodococcus sp. 2G 3株具有PAEs降解能力的菌株进行固定化,研究了固定化菌剂降解PAEs的效能及途径.结果表明,复合菌群7d内对总浓度为120mg/L的6种PAEs降解率为80.04%;固定化菌剂的最优制备条件为:温度30℃、固定化时间2d、菌料比1:30(V/M),制备出的固定化菌剂对总PAEs的降解率可达96.60%,比游离菌提高了16.56%;复合菌群降解DBP和BBP过程中产生了邻苯二甲酸单甲酯(MMP)、邻苯二甲酸单乙酯(MEP)等多种中间产物,推测出酯的水解作用为复合菌群降解PAEs的一个主要途径. 展开更多
关键词 复合菌群 固定化菌剂 邻苯二甲酸酯 生物降解 降解途径
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邻苯二甲酸酯降解功能内生菌群的筛选及定殖效能
3
作者 张帅 王建 +3 位作者 马俊超 高彦征 左翔之 凌婉婷 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1554-1561,共8页
为降低邻苯二甲酸酯(PAEs)污染作物对人体健康的威胁,从PAEs污染蔬菜中富集驯化具有PAEs降解高效性和广谱性的功能内生菌群,解析菌群群落组成并优化其降解条件,借助水培体系研究了功能内生菌群在作物体内的定殖效能.高通量测序结果表明... 为降低邻苯二甲酸酯(PAEs)污染作物对人体健康的威胁,从PAEs污染蔬菜中富集驯化具有PAEs降解高效性和广谱性的功能内生菌群,解析菌群群落组成并优化其降解条件,借助水培体系研究了功能内生菌群在作物体内的定殖效能.高通量测序结果表明,从门的分类水平看,菌群主要由变形菌门(Proteobacteria,76.57%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,21.04%)和放线菌门(Actinobacteria,2.37%)组成;从属的分类水平看,菌群主要由鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium,33.03%)、代尔夫特菌属(Delftia,40.61%)、假单胞菌属(Pseudomonas,11.70%)、无色杆菌属(Achromobacter,3.04%)和根瘤菌属(Rhizobium,6.90%)组成.在无机盐纯培养体系中,该菌群在7d内对5mg/L的邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)降解率分别为97.08%、94.47%、98.02%和44.82%.单因素试验结果表明,菌群降解PAEs的最佳条件为:pH值7、25℃、盐度1%、底物浓度5mg/L.水稻水培试验表明,菌群可以定殖到水稻体内并有效促进PAEs的去除,与对照组相比,处理15d后水稻体内DMP、DEP、DBP和∑PAEs含量分别降低了41.09%、45.33%、63.06%和32.3%.菌群的定殖还能够提高水稻根长、株高和生物量,促进水稻的生长.该菌群在降低作物PAEs积累、保障PAEs污染地区农产品质量安全方面具有良好的应用前景,能有效降低作物PAEs污染对人体健康的威胁. 展开更多
关键词 功能内生菌群 邻苯二甲酸酯 降解特性 定殖
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天然有机质的性质分析及其与土壤矿物和外源污染物相互作用研究进展 被引量：5
4
作者 孔颖 左翔之 +2 位作者 易鹏 陈全 梁妮 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2715-2726,共12页
天然有机质(natural organic matter, NOM)在土壤环境中扮演着重要的角色,其对土壤水分的保持、植物的生长,污染物的迁移转化、土壤矿物颗粒的团聚和碳循环均有着重要影响.因此,明确NOM的环境行为以及它们与污染物的相互作用有着重要的... 天然有机质(natural organic matter, NOM)在土壤环境中扮演着重要的角色,其对土壤水分的保持、植物的生长,污染物的迁移转化、土壤矿物颗粒的团聚和碳循环均有着重要影响.因此,明确NOM的环境行为以及它们与污染物的相互作用有着重要的生态环境意义.本文综述了各种不同性质NOM的提取及纯化方法,并分析了它们的优缺点;介绍了NOM常用的光谱学表征技术;并通过综述NOM与土壤矿物间的相互作用,描述了NOM的环境行为;论述了NOM与外源重金属和有机污染物之间的相互作用方式、机制以及影响因素,并描述了NOM和污染物在土壤环境中的迁移转化和它们潜在的环境风险.基于对NOM性质、环境行为等的全方位深度解剖,可更加深入认识NOM在土壤环境中的重要作用,为将来的土壤污染修复、肥力保持、碳循环等的研究提供理论基础. 展开更多
关键词 天然有机质 土壤生态系统 物理化学性质 环境行为 外源污染物
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