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不同水热温度条件下典型滩涂植物水热炭及炭化液溶解性有机质(DOM)光谱特征

文献类型: 中文期刊

作者: 陈丙法 1 ; 郑京成 1 ; 顾鑫才 1 ; 冯慕华 2 ; 刘宏 3 ; 孔明 4 ; 韩士群 1 ;

作者机构: 1.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室

2.中国科学院南京地理与湖泊研究所/湖泊与环境国家重点实验室

3.苏州科技大学环境科学与工程学院

4.生态环境部南京环境科学研究所

关键词: 滩涂植物;水热炭;炭化液;溶解性有机质;光谱技术

期刊名称: 生态与农村环境学报

ISSN: 1673-4831

年卷期: 2024 年 40 卷 011 期

页码: 1533-1545

收录情况: 北大核心 ; CSCD

摘要: 利用芦苇(Phragmites australis)、獐茅(Aeluropus littoralis)和互花米草(Spartina alterniflora)3种沿海滩涂植物在180、220、260℃条件下制备水热炭,通过光谱技术比较了不同水热温度条件下水热炭溶解性有机质(HDOM)及炭化液溶解性有机质(ADOM)含量和组分性质特征。结果表明:滩涂植物水热炭溶解性有机碳(DOC)含量为18.04~50.13 mg·g-1,炭化液DOC浓度为2.67~5.46 g·L-1,两者DOC含量均随水热温度上升而降低。HDOM和ADOM均含有2种类腐殖质物质(C1和C2)和2种类蛋白物质(C3和C4),HDOM和ADOM总类蛋白组分含量均随水热温度上升而增加,而总类腐殖质组分随水热温度上升而下降。除互花米草HDOM和ADOM外,其他滩涂植物HDOM和ADOM类蛋白物质占比更高。HDOM和ADOM自生源组分特征明显,生物可利用性高,腐殖化程度低。HDOM芳香性、疏水性和相对分子质量高于ADOM。此外,HDOM和ADOM相对分子质量均随着水热温度的上升而下降。3种植物ADOM的芳香性和疏水性均随水热温度上升而下降,但不同植物HDOM的芳香性和疏水性随水热温度上升出现不同变化特征。HDOM和ADOM主要官能团为羧基化合物C=O、芳香族C=C、—OH、多糖类C—O或醚类C—O—C,其受水热温度和植物原料的影响明显。本研究结论可为水热炭和炭化液农用时施用量确定、受纳水体水质管理和农田污染物迁移转化评估提供重要的理论支撑。

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