生物质炭在重金属污染土壤修复中的应用研究现状

孙 康， 缪存标， 何 跃

(1. 中国林业科学研究院 林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局 林产化学工程重点开放性实验室；江苏省 生物质能源与材料重点实验室， 江苏 南京 210042； 2. 福建元力活性炭股份有限公司， 福建 南平 353000； 3. 环境保护部南京环境科学研究所；国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室， 江苏 南京 210042)

·综述评论——生物质材料·

生物质炭在重金属污染土壤修复中的应用研究现状

孙 康1， 缪存标2， 何 跃3*

(1. 中国林业科学研究院 林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局 林产化学工程重点开放性实验室；江苏省 生物质能源与材料重点实验室， 江苏 南京 210042； 2. 福建元力活性炭股份有限公司， 福建 南平 353000； 3. 环境保护部南京环境科学研究所；国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室， 江苏 南京 210042)

为充分发挥生物质炭多孔性、 表面活性、 选择性吸附和高碱性等性能在有效控制重金属生物迁移中的作用，以期为重金属污染土壤修复技术提供参考。介绍了我国重金属污染土壤的概况，综述了生物质炭在重金属污染土壤修复中的应用，重点介绍了植物修复、化学淋洗、 土壤性能改良、 固化/稳定化、 热解吸修复和电动力学修复等技术的应用情况，简要概述了原料种类、 热解温度和表面官能团对生物质炭性质及生物质炭对土壤环境的影响，并展望了生物质炭在重金属污染土壤修复中的发展前景。

生物质炭；重金属；污染土壤；修复

土壤污染给人类生存和生态安全带来极大风险，造成的危害事件已屡见不鲜，如著名的美国拉夫运河事件、 英国Loscoe事件、 荷兰Lekkerker事件以及武汉毒地等[1-3]。土壤污染是长期工业化的产物，工农业活动产生的“三废”(废水、 废气、 废渣)通过水体、 大气等进入土壤，积累到一定程度且超过土壤自净能力时，将导致土壤生态功能降低，进而对土壤动植物产生直接或间接的危害。受污染土壤如不进行有效的管理与修复，可能引发许多环境问题和社会纠纷，成为社会的不稳定因素[4-6]。据统计，美国、 加拿大以及欧洲等主要发达国家和地区已确认受到污染的场地数目已有上万个之多。美国已开展了大量现场污染土壤修复工程，其中以“超级基金”计划为典型代表，该计划规定全美682个场地需要进行紧急修复[7]。我国政府也高度重视土壤污染问题，将全面推进土壤污染防治工作，坚持保护优先，探索建立土壤污染责任追究制度，启动全国土壤污染状况详查，明确提出到2020年，使得农用地土壤环境可以得到有效的保护，遏制土壤污染恶化趋势，改善部分地区土壤环境质量，使全国土壤环境状况向着稳中向好的趋势发展。在众多土壤污染中，重金属污染对生态链危害最为严重[8]。据国家环境保护部统计，我国受重金属污染的农业耕地超过2 000万公顷，每年被重金属污染的粮食达1 200余万吨，造成的直接经济损失超过200亿元，而且被污染的农作物进入人体引发了多种疾病[9]。根据重金属污染土壤的特点，修复技术主要有工程措施、 物理化学方法、 植物修复方法以及微生物修复方法。工程措施修复彻底且稳定，但投资高、 破坏土体结构；物理化学修复方法最为成熟，应用最广泛；植物及微生物修复方法应用性强，但受环境因素限制大，对土壤条件要求高。生物质炭通常指树木、 农业废弃物、 动植物组织等生物质在无氧或者部分缺氧及相对低温(<700 ℃)条件下热裂解炭化形成的炭材料[10]。生物质炭来源广泛，表面含有丰富的—COOH、 —COH和—OH等含氧官能团，在重金属污染土壤修复领域有着十分广阔的应用前景。本文结合国内外有关生物质炭的最新研究进展，主要从生物质炭在重金属污染土壤修复中的应用和对土壤修复的影响两个方面进行综述，以期为生物质炭修复重金属污染土壤的研究提供借鉴意义。

1 重金属污染土壤概况

据2014年全国土壤污染状况首次调查结果显示，全国土壤受重金属污染总的超标率为16.1 %，耕地土壤点位超标率为19.4 %，其中南方土壤污染要比北方严重，且珠江三角洲、 长江三角洲、 东北老工业基地中部分区域的土壤污染问题最为突出[11-14]。我国土壤无机污染物超标情况和不同土地利用类型土壤环境质量情况见表1～表2。

表 1 我国土壤无机污染物超标情况[12]Table 1 Excessive situation of inorganic pollutants of soil in China

表 2 我国不同土地利用类型土壤环境质量情况Table 2 Soil environmental quality of different land in China

1)DDT: 滴滴涕dichlorodiphenyl trichloroethane; PAHs:多环芳烃polycyclic aromatic hydrocarbons；HCH:六六六hexachlorocyclohexane

近几十年来，长江三角洲地区电镀、 农药、 印染、 化工等行业快速发展，企业数量众多，分布广泛，成为该地区的主要经济支柱性产业[15],也正是这个时期，注重了经济建设，而忽视了环境保护和生态建设。目前，土壤重金属污染已成为长江三角洲地区环境污染的主要因素之一。环境中的重金属，不易在物质循环与能量交换过程中被清除，并且易在生物体内富集和转移，通过食物链危害人类的生命和健康。由于重金属在土壤-植物系统中的污染过程具有隐蔽性、 潜伏性、 不可逆性、 长期性、 间接危害性、 伴生性以及治理难和周期长等特点[16-17]，因此，健全与完善土壤质量变化和土壤环境污染监管系统，开发土壤污染治理技术和先进材料，积极修复污染土壤，防止重金属进入食物链危害人体健康成为重中之重。

2 生物质炭在重金属污染土壤修复中的应用

2.1 概况

重金属污染土壤的修复技术是指通过物理、 化学、 生物、 生态学等方法，采用人工调控措施，使土壤中的重金属污染物浓(活)度降低，实现污染物无害化和稳定化，以达到人们期望的解毒效果的技术和措施[18-20]。作为环境污染的保护措施之一，欧美等发达国家已采用生物质炭作为治理土壤污染的有效手段，我国在该领域还相对滞后。从国际国内的研究现状来看，利用废弃的生物质资源开发经济高效和绿色的土壤修复技术已经成为当前的主要趋势。该技术的优势主要体现在以下几方面： 1)提供了绿色环保材料，促进了生物质废弃物的综合利用，有效改善了生态环境，实现以废治废的目的； 2)促进了农村产业结构的优化，恢复耕地，推动农村多种经营和农村加工业的发展； 3)防止污染物进入食物链，从而不会对人体造成损害，又促进了土地资源的保护和可持续利用[21-22]。

目前，日本、 韩国、 新西兰、 加拿大等国已开始从事生物质炭应用于重金属污染土壤修复的相关研究和应用开发，处理的污染物质主要包括镉、 铅、 六价铬和汞等。同时，生物质炭应用于农业耕地还能够有效地改善土壤肥力、 减慢有机碳更新、 增加农作物的产量。生物质炭的这种功能多重性和环境友好性使其在土壤污染修复领域有着十分广阔的应用前景。各种修复技术特点和生物质炭可配合应用情况如表3所示。

表 3 各种修复技术和生物质炭可配合应用情况Table 3 Coordination application of various repair techniques and biochar

续表3

修复技术recoverytechnique优点advantages缺点disadvantages污染类型typeofpollutants生物质炭使用情况utilizationofbiochar化学修复chemicalre-mediation原位化学淋洗in-situchemicalelution长效性、易操作、费用合理longacting,easyopera-tionandreasonablecost治理深度受限,可能会造成二次污染restrictedbythedepthoftreatment,possiblycausingsecondarypollution重金属、苯系物等heavymetals,benzeneseries,etc配合使用可减少二次污染combinedusewithothermethodscanreducesecondarypollution 异位化学淋洗ex-situchemicalelution长效性、易操作、深度不受限longacting,easyopera-tionandunrestrictedbythedepthoftreatment成本较高、淋洗液处理问题、二次污染highcost,issuesoftreat-mentforeluentandsec-ondarypollution重金属、苯系物等heavymetals,benzeneseries,etc可用于淋洗液处理canbeusedforthetreatmentforeluent土壤性能改良improvementofsoilproperties成本低、效果好lowcostandgoodeffect使用范围窄、稳定性差limitedscopeofapplicationandpoorstability重金属heavymetals可配合使用canbeusedtogetherwithothermethod物理修复physicalre-mediation蒸汽浸提技术steamextraction效率高highefficiency成本高、时间长highcost,timeconsumingVOC尾气处理tailgastreatment固化/稳定化solidification/stabilization效果好、效率高goodeffect,highefficien-cy成本较高highcost重金属、有机物等heavymetalsandor-ganics,etc使用效果好goodeffect水泥固化修复cementsolidifi-cationrepair效果好、效率高goodeffect,highefficien-cy成本高、处理后不能再农用highcostandcan'treuseinagricultureaftertreatment重金属等heavymetals,etc无需使用生物质炭needlessbiochar物理分离修复physicalsepara-tionremediation设备简单、费用低、可持续处理simpleequipment,lowcostandsustainable筛子可能被堵、扬尘污染、土壤颗粒组成被破坏possiblyblockthesieve,dustpollution,destroythesoilparticlecomposition重金属等heavymetals,etc无需使用生物质炭needlessbiochar玻璃化修复vitrificationre-mediation效率较高,污染物去除彻底highefficiency,thoroughremovalofpollution成本高、处理后不能再农用highcostandcan'treuseinagricultureaftertreatment有机物、重金属等organicsandheavymetals,etc无需使用生物质炭needlessbiochar热力学修复thermodynamicremediation效率较高、针对性强highefficiency,strongpertinence成本高、处理后不能再农用highcostandcan'treuseinagricultureaftertreatment有机物、重金属等organicsandheavymetals,etc无需使用生物质炭needlessbiochar热解吸修复thermaldesorp-tionremediation效率高、设备集成度高highefficiency,highin-tegrationofequipment成本高highcost有机物、重金属等organicsandheavymetals,etc尾气处理tailgastreatment电动力学修复electrokineticremediation效率较高、针对性强highefficiency,strongpertinence成本高highcost有机物、重金属等organicsandheavymetals,etc可配合使用canbeusedtogetherwithothermethod换土法cushionreplace-ment效率高、易操作、治理彻底highefficiency,easyop-eration,thoroughgovern-ance 成本高、污染土还需处理highcostandthepollutedsoilneedtoberetreated有机物、重金属organicsandheavymetals,etc无需使用生物质炭needlessbiochar

2.2 不同修复技术的应用情况

2.2.1 植物修复 植物修复是利用植物去除土壤中污染物的技术。有研究表明，利用生物质炭配合植物修复，通过改变土壤中重金属的形态，对植物吸收重金属有显著影响[23]。Lee等[24]研究了生物质炭对植物吸收土壤中重金属的影响，发现生物质炭降低了植物吸收累积的重金属量。通过向植物修复过程添加一定量的生物质炭，对修复过程可以起到促进的作用。

2.2.2 化学淋洗 化学淋洗是指用淋洗液把重金属污染物从被污染的土壤中除去。该方法虽然具有长效性、 易操作等优点，但其产生的大量淋出液若处理不当，存在对地下水产生污染的风险[25]。生物质炭疏松多孔，且电荷密度较高、 含大量负电荷，采用生物质炭对淋洗液进行吸附处理，可以达到水资源循环使用和废水零排放的目的。王建益等[26]研究了不同吸附材料对土壤淋洗液中砷的去除效果，结果显示氧化铁+活性炭(体积比1∶1)材料对砷的去除率可达到100 %，是处理含砷土壤淋洗液的较好材料。刘培亚[27]采用碱性沉淀结合生物质炭吸附处理土壤淋洗废水，发现在添加2 %的双氧水，调节pH值至12.2，生物质炭添加量为3.75 g/L时，处理后的淋洗废水中Cd2+、 Pb2+浓度均可达到国家污水综合排放标准。

2.2.3 土壤性能改良 生物质炭丰富的多孔结构和含氧官能团，对提高土壤结构和性能有促进作用[28]。向土壤中添加生物质炭，一方面可以提高土壤pH值，土壤颗粒表面的负电荷随之增加，对Pb2+、 Cd2+、 Zn2+、 Cu2+等重金属离子的静电吸附也增加；另一方面，与土壤溶液中游离的Pb2+、 Cd2+、 Cu2+、 Zn2+等重金属离子易形成氢氧化物、 碳酸盐及磷酸盐沉淀。生物质炭不仅能直接吸附土壤中游离的重金属离子，也能间接促进土壤颗粒对重金属离子的吸附。郭利敏等[29]用生物质炭作改良剂，研究土壤中镉在小白菜中的富集情况，结果表明，生物质炭可显著提高土壤pH值，改善土壤酸化状况，使土壤表面有效态镉含量增加，从而显著降低小白菜体内的镉含量。丁文川等[30]的研究结果表明，富磷污泥生物质炭对Pd(Ⅱ)的吸附去除率随pH值增加而升高，投加量至80 g/L,Pd(Ⅱ)的去除率提高到98 %，可以作为一种廉价的重金属离子吸附剂。Beesley等[31]向污染土壤加入生物质炭，使得土壤孔隙水中镉的浓度降低，减少了镉对植物的毒害作用。Beesley等[32]研究还发现，添加生物质炭后，土壤中可交换态Cd的含量显著下降，并与土壤的pH值呈负相关。生物质炭显著地提高了土壤的pH值，是促进Cd在生物值炭孔隙和土壤颗粒中吸附的重要原因。

2.2.4 固化/稳定化 固化/稳定化技术是指通过向土壤中添加固化/稳定化药剂，改变土壤中重金属的形态，从而降低重金属在土壤环境中的溶解迁移性、 浸出毒性和生物有效性。常用的固定材料有工业废渣、 水泥、 黏土矿物质和生物质炭等。工业废渣、 水泥、 黏土矿物质等无机矿物质无法降解，致密度高，加入土壤后，不利于土壤的回用。而生物质炭来源于生物质资源，易降解、 孔隙发达、 吸附固定重金属能力强，具有明显优势。

林爱军等[33]研究发现，土壤施加1%骨炭后，水溶态、 交换态、 碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Pb的浓度都显著下降，而土壤有机结合态Pb的浓度显著上升，骨炭处理对土壤中Cd、 Cu和Zn化学形态的影响与Pb相似。结果表明骨炭可以吸附、 固定土壤中的Pb、 Cd、 Cu和Zn，改变重金属的化学形态，降低其生物可利用性。Namgay等[34]以桉树为原料在550 ℃的条件下制备生物质炭，并将生物质炭作为固化剂施入土壤后检测As、 Cd、 Cu、 Pb、 Zn在玉米嫩芽中的含量，结果表明，生物质炭吸附微量元素的顺序为Pb>Cu>Cd>Zn>As。Fellet等[35]研究发现，修复尾矿重金属污染过程中，向其中加入生物质炭降低了Cd、 Pb和Zn的生物利用度，并且对Cd降低量最大。Park等[36]将鸡粪和绿色废弃物制备的生物质炭施入被重金属污染的土壤中，结果表明在土壤中种植的印度芥菜中Cd、 Cu、 Pb的含量明显降低，表明植株对几种重金属的利用率下降，并且随着生物质炭施入量的增加，Cd、 Pb在印度芥菜体内的积累量都大大减少。

2.2.5 热解吸修复 热解吸修复技术是通过加热污染物质，使污染物质达到沸点后挥发的方法。热解吸修复技术广泛应用在有机物以及重金属汞污染土壤的治理上。热解吸修复过程中尾气极易产生二次污染，生物质炭的多孔结构以及良好的吸附性能，使其可以在尾气处理中起到较大作用。如江苏南通某农药厂场地开展的热解析设备和密闭大棚都用生物质炭作为尾气处理的吸附材料。贵州省某地区对汞污染土壤进行热解吸修复，并采用生物质炭对热解吸尾气作净化处理，汞污染处理率可达95.73 %，尾气中的汞被生物质炭吸附固定，以残渣态汞为主，环境风险较小。

2.2.6 电动力学修复 电动力学修复技术是通过外加电场作用，使得土壤中污染物定向移动并累积于电极附近，取出电极以去除污染物[37]。电动力学修复技术主要可分为：极性交换技术、 逼近阳极技术、 注入缓冲溶液技术和电动力学修复技术与其他修复技术的联用等。其中，电动力学-吸附联合修复技术中，生物质炭通过改变重金属的氧化还原状态、 土壤体系的pH值，提高了修复效果。马建伟等[38]研究表明，在相同电压梯度、 电场48 h切换周期下，配合使用生物质炭，土壤中的镉在12 d后去除率达到79.6 %，期间土壤pH值和水分保持正常。谢国樑等[39]以柠檬酸预处理、 竹炭吸附、 电极周期性切换作为强化手段，采用电动修复技术处理重金属污染河涌底泥，发现添加竹炭后，可显著提高重金属的去除率，其中Zn、 Ni平均去除率分别达到80.95 %、 68.26 %。

3 生物质炭性质及对土壤环境的影响

3.1 不同条件生物质炭性质的影响

重金属在自然环境中是无法降解的，而生物质炭可以与重金属离子产生络合、 静电吸附等作用，从而降低重金属对生态环境的危害。生物质炭随原料种类、 加工方式的不同，其比表面积、 孔径分布、 表面官能团等物化性质均有差异，从而对重金属的吸附、 固化、 稳定化效果也有不同[40-42]。也正是由于这些差异，给土壤重金属污染修复提供了更多选择的空间。

3.1.1 原料种类 生物质炭制备原料来源广泛，常用原料有农业秸秆、 畜禽粪便、 林产品剩余物等[43]。Cao等[44]以动物粪便为原料，在不同的温度下炭化制备生物质炭，并探究了其对重金属的吸附能力，研究发现生物质炭的比表面积比活性炭要小得多，但是生物质炭对铅的吸附量可达到活性炭的6倍，并提出其本身富含的P元素可以与土壤中的Pb形成不溶的磷酸盐，从而大大降低了土壤中Pb的活性。李瑞月等[45]选取小麦、 水稻、 玉米秸秆3种原料制备生物质炭，结果表明3种原料制备的生物质炭对Pb2+、 Cd2+吸附速率有较大差别。高青等[46]以小麦秸秆为原料制备生物质炭，其对Cd2+的吸附去除率达90 %以上。夏广洁等[47]研究了牛粪源和木源生物质炭对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能，发现牛粪源生物质炭比木源生物质炭更适合去除各类重金属。刘莹莹等[48]选取小麦秸秆、 玉米秸秆和花生壳热裂解制备生物质炭，并研究3种生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性，结果表明，3种原料制备的生物质炭对溶液中Cd2+的去除率均在90%以上，而对溶液中Pb2+去除效果为玉米秸秆炭>小麦秸秆炭>花生壳炭。

3.1.2 热解温度 在热解温度较低的条件下制得的生物质炭孔隙率和比表面积都很小，但其表面含有大量的含氧官能团，这使其与金属离子之间可以产生较强的静电引力，这也是生物质炭吸附重金属的主要作用力。然而，随着热解温度的升高，生物质炭表面含氧官能团的含量下降，但是孔隙率增加，芳香化程度变高，比表面积也逐渐增大，而吸附重金属的能力逐渐变小。安增莉等[49]发现热解温度为300～600 ℃时，制备的4 种生物质炭对Pb(Ⅱ) 的吸附容量从小到大依次为RC600

3.1.3 表面官能团 生物质炭表面含有丰富的—COOH、 —COH和—OH等含氧官能团，这些官能团可以与金属离子形成特定的金属配合物，从而可使重金属离子在土壤中固定[52-53]。佟雪娇等[54]研究稻草炭对Cu(Ⅱ)的吸附时发现稻草炭表面丰富的含氧官能团(—COOH、 —OH)与Cu2+形成有机络合物，Cu(Ⅱ)在稻草炭表面发生了专性吸附。Glaser等[55]研究表明，通过将土壤中的生物质炭表面部分轻度氧化形成羰基、 酚基和醌基，可明显提高土壤的阳离子交换量(CEC)。

表 4 添加生物质炭对土壤中不同类型重金属离子的影响Table 4 Effect of adding biochar on different heavy metal ions in soil

3.2 对土壤环境的影响

土壤中添加生物质炭后，对不同类型重金属离子的影响如表4所示。生物质炭可以改变土壤的持水量、 CEC、 pH值等理化性质，从而减少土壤中重金属对作物生长的影响。生物质炭可以不同程度地提高土壤pH值，可以增加土壤表面活性吸附位点，还可以形成金属磷酸盐、 碳酸盐或氢氧化物而沉淀，使土壤对重金属阳离子的吸附更强[56-57]。姜玉萍等[58]综述了生物质炭特性及其对土壤环境和作物生长的影响，土壤中施加一定量生物质炭，可增加土壤阴、 阳离子交换量，减少养分损失，改变土壤微生物丰度及群落，降解土壤污染物等，同时生物质炭还田是提高土壤肥力、 增加碳封存时间的有效途径，能增加作物生物量和产量。Pan等[59]以Fe(Ⅲ)对生物质炭进行表面改性，并研究了对土壤中As的吸附效果。结果表明，在生物质炭上形成的非晶态氢氧化铁，明显减少了生物质炭表面的负电荷，并降低对As(V)的静电排斥力；未改性的生物质炭对As(V)的吸附容量低，而Fe(III)改性大大增强了生物质炭对As(V)的吸附容量。Beesley等[32]的研究表明，生物质炭不仅可以对As产生表面吸附，还可以对渗滤液中As的浓度产生显著的影响。

4 结语与展望

随着产业结构的调整和城市布局的优化，目前全国范围内存在大批污染企业关闭和搬迁的情况，涉及多个行业，将产生数百万亩被重金属污染的场地。我国生物质资源贮存量丰富，生物质炭制备工艺集成化程度高、 绿色环保。因此，研制土壤修复专用生物质炭，使其用于修复重金属污染土壤，符合土壤资源持续利用的发展要求，具有广泛的应用前景。具体表现在以下几方面： 1)从发达国家的环保产业发展趋势来看，目前欧美发达国家的土壤修复产业已经占整个环保产业的50 %以上。尽管目前土壤修复产业在我国还是一个崭新的领域，但随着公众环保意识的增强和环保投入的逐年增加，必将推动我国污染场地土壤修复的产业化发展。 2)从项目的成果转化和应用来看，针对典型工业污染场地的突出环境问题，以技术创新→设备研发→集成示范→修复标准→技术规范为研究主线，关键修复技术的突破和专用材料设备的研制既有针对性，又有一定的普适性，技术成果与国家需求紧密结合，产业化周期短，易于推广，必将有利于促进我国污染场地土壤修复的产业化发展。 3)从国内外的研究成果来看，生物质炭对重金属污染物的吸附主要受生物质炭的理化性质和污染物的结构与性质两方面因素的影响。因此，生物质炭吸附土壤中重金属污染物最终负载容量以及实际修复效果还需要理论研究和工程化示范验证。

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《林产化学与工业》(双月刊，1981年创刊)，由中国林业科学研究院林产化学工业研究所、中国林学会林产化学化工分会共同主办，为全国林产化工行业的学术类期刊。报道范围是可再生的木质和非木质生物质资源的化学加工与利用，研究领域为生物质能源、生物质化学品、生物质新材料、生物质天然活性成分和制浆造纸等，主要包括松脂化学、生物质能源化学、生物质炭材料、生物基功能高分子材料、胶黏剂化学、森林植物资源提取物化学利用、环境保护工程、木材制浆造纸为主的林纸一体化和林产化学工程设备研究设计等方面的最新研究成果。

目前被美国《化学文摘》(CA核心)、荷兰《文摘与引文数据库》(Scopus)、美国“乌利希国际期刊指南”、英国《英联邦农业和生物科学文摘》(CAB Abstracts)、英国《全球健康》、英国《皇家化学学会系列文摘》(RSC)、俄罗斯《文摘杂志》(PЖ)等国外数据库收录；被“中国科学引文数据库(CSCD)”核心库、“中文核心期刊”、“中国科技核心期刊”、“RCCSE中国核心学术期刊(A)”、“中国农业核心期刊”、“中国期刊全文数据库”、“中国学术期刊综合评价数据库”、“万方数据——数字化期刊群”、“中文科技期刊数据库”、“中国核心期刊(遴选)数据库”和《中国学术期刊文摘》等国内10多种大型刊库收录。

双月刊，逢双月月末出版，大16开，定价：国内￥15.00元/期，全年90.00元；国外$15.00美元/期，全年$90.00美元。刊号：ISSN 0253-2417，CN 32-1149/S。国内外公开发行，国内邮发代号：28-59；国外发行代号：Q5941。

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Prospects for the Utilization of Biochar on Remediating Soils Polluted by Heavy Metal

SUN Kang1, MIAO Cunbiao2, HE Yue3

(1. Institute of Chemical Industry of Forest Products,CAF;National Engineering Lab. for Biomass Chemical Utilization;Key and Open Lab. of Forest Chemical Engineering,SFA;Key Lab. of Biomass Energy and Material,Jiangsu Province, Nanjing 210042, China; 2. Fujian Yuanli Active Carbon Co.,Ltd., Nanping 353000, China; 3. Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection;State Environmental Key Laboratory on Biosafety, Nanjing 210042, China)

The role of biomass charcoal porous,surface activity,selective adsorption and high based properties in the effective control of heavy metal biological migration was given in order to provide reference for heavy metal contaminated soil remediation technology. The general situation of heavy metal contaminated soil in China was introduced and the application of biomass carbon in heavy metal contaminated soil remediation was reviewed. The effects of phytoremediation,chemical leaching,soil performance improvement,curing/stabilization,thermal desorption repair and electrokinetic repair were highlighted. The effects of raw material types,pyrolysis temperature and surface functional groups on biomass carbon and biomass carbon on soil environment were briefly introduced. The future of biomass charcoal application in heavy metal contaminated soil remediation was prospected.

biochar;heavy metal;polluted soils;remediation

2017-04-06

中科院盱眙凹土应用技术研发与产业化中心开放性课题资助项目(201412,201506)

孙 康(1976— )，男，安徽当涂人，副研究员，博士，主要从事炭材料研究与应用；E-mail：sunkang0226@163.com

*通讯作者：何 跃(1975— )，男，副研究员，主要从事污染场地调查评估和土壤修复技术研究；E-mail：heyue@nies.org。

10.3969/j.issn.1673-5854.2017.04.010

TQ35

A

1673-5854(2017)04-0066-09