储刚
- 作品数：11 被引量：82H指数：6
- 供职机构：昆明理工大学环境科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学医药卫生天文地球更多>>
- 生物炭在制备及土壤应用中的潜在环境风险被引量：8
- 2019年
- 生物炭(Biochar)由于其对环境中污染物超强的吸附能力,被广泛运用于土壤改良与修复.近期的研究发现,在生物炭的制备和应用当中存在一些潜在的风险和危害.本文阐述了生物炭在制备过程产生的多环芳烃(PAHs)、重金属、环境持久性自由基(EPFRs)对环境的影响,以及土壤应用中生物炭对植物生长和土壤微生物活性的影响.因此在生物炭实际应用过程中,不仅在制备过程中需要严格把控,还需要全面评估生物炭的性质以及环境效应相互作用.
- 吴丹萍李芳芳赵婧储刚吴敏
- 关键词：生物炭环境风险
- 氧氟沙星和诺氟沙星在磷酸改性生物炭上的等温吸附行为被引量：9
- 2018年
- 本研究考察了不同制备温度下(200℃、350℃、500℃、650℃),磷酸改性前后生物炭的理化性质,及其对氧氟沙星(OFL)和诺氟沙星(NOR)的等温吸附行为.采用N2物理吸附、扫描电镜、热重及元素分析等表征,对离子型抗生素在磷酸改性的生物炭上的等温吸附行为进行了研究.结果表明,随着制备温度的增加,改性生物炭的总孔体积不断增大,孔隙结构广泛形成,比表面积急剧增加.磷酸改性有助于提高生物炭的产率以及保留生物炭的极性官能团.OFL和NOR在改性生物炭上的吸附显著高于原始生物炭,且350℃下制备的改性生物炭具有最大吸附量,其吸附机制归因于吸附剂的大比表面积和孔隙填充作用.由于孔隙的利用率降低和炭的疏水性增强,OFL和NOR在更高温度改性生物炭上的吸附量逐渐降低.因此,在处理以上两种污染物时,350℃可作为磷酸改性生物炭的最佳裂解温度,且有利于减少能耗,节约资源.
- 储刚赵婧刘洋吴敏周丹丹李燕燕
- 关键词：磷酸孔隙结构氧氟沙星诺氟沙星
- 植物根际分泌有机酸对生物炭吸附Pb(Ⅱ)的影响被引量：7
- 2019年
- 本研究采用室内模拟实验的方法,考察了生物炭(热解温度200,300,400,500℃)对Pb(Ⅱ)的吸附行为,并以草酸和柠檬酸为代表,探讨有机酸对生物炭吸附Pb(Ⅱ)的影响.结果表明:Langmuir模型较Freundlich模型更适合于对两类生物炭(花生壳生物炭、松木生物炭)吸附Pb(Ⅱ)的数据进行拟合,200℃制备的花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附容量最大;生物炭吸附Pb(Ⅱ)的过程为自发过程,且花生壳生物炭强于松木生物炭,低温生物炭强于高温生物炭;柠檬酸浓度为2.60×10^(-2)mmol/L及草酸浓度为7.65×10^(-2)mmol/L以下时,其在生物炭表面的吸附为Pb(Ⅱ)提供了更多的吸附位点,从而促进了Pb(Ⅱ)吸附;有机酸浓度增大以后,占据生物炭的内部孔隙,竞争重金属吸附位点,从而抑制了Pb(Ⅱ)在生物炭上的吸附.本研究将为系统认识生物炭的环境效应提供重要的基础信息,有助于全面评估有机酸影响下生物炭在环境修复中的功能.
- 周丹丹屈芳舟吴敏储刚吴文卫
- 关键词：生物炭草酸
- 滇池底泥胡敏酸对氧化铜纳米颗粒溶解释放的影响
- 刘思谦刘洋赵婧储刚何莹吴敏
- 关键词：胡敏酸
- 环境持久性自由基及其介导的生物学损伤被引量：6
- 2019年
- 近年来,新型环境风险物质环境持久性自由基(EPFRs)被发现广泛分布于不同来源的环境介质中,如燃烧颗粒物、土壤/沉积物、天然有机质等.因其稳定性、持久性,且可以随着环境介质迁移和转化,EPFRs的生态环境风险可能被忽视.基于此,本文系统总结了存在于环境介质中的EPFRs,并归纳其分布特征;阐述了其介导的组织损伤,包括肺损伤、心血管损伤、神经毒性损伤、DNA以及细胞色素等生物大分子损伤;详述了主要由氧化应激、炎症、免疫反应以及代谢异常引起的损伤机理;最后,总结并展望了有关研究所存在的问题和未来研究方向,以期为EPFRs的生态健康风险评价和政策标准制定提供参考.
- 张绪超赵力陈懿李冬雪胡虹储刚吴敏
- 关键词：地球表层系统活性氧环境风险
- 生物炭对土壤硝化反硝化微生物群落的影响研究进展被引量：12
- 2018年
- 生物炭因具有发达的孔隙结构、丰富的表面官能团和无机矿物等特性,在控制农业面源污染和温室气体排放方面有着良好的应用前景.生物炭对氮循环微生物群落特征的影响是生物炭能否有效控制面源污染和改良土壤的核心问题.围绕生物炭对土壤氮循环微生物群落特征的影响,从生物炭的多元性、添加量和环境条件3个方面综述生物炭对土壤硝化和反硝化微生物的影响研究进展.高温热解生物炭对土壤氮循环微生物的积极作用要比低温热解生物炭效果好;生物炭原料来源、添加量对土壤氮循环微生物群落的影响存在较大差异;添加有机肥料要比常规化肥更能提高氮循环微生物碳源的利用能力及其活性;环境中的污染物如多环芳烃（PAHs）、酚类化合物（PHCs）和重金属等的存在不利于氮循环微生物的生存.随着分子生物技术的进步,未来应结合多种分子生态学技术和稳定同位素探针技术等手段研究生物炭对土壤氮循环微生物的影响机制,生物炭热解温度和添加量对土壤氮循环微生物的影响不容忽视,在长期的田间试验中应注意老化生物炭对污染物和氮循环微生物的影响.
- 张军周丹丹吴敏储刚常兆峰李芳芳李顺有
- 关键词：生物炭硝化作用反硝化作用硝化细菌反硝化细菌
- 苯多羧酸分子标志物对生物炭吸附磷行为的表征
- 2021年
- 生物炭因其具有多孔、比表面积较大、含氧官能团较为丰富且芳香性较强等优点而在农业面源污染控制方面具有良好的应用前景。然而,生物炭应用于土壤后难以从土壤颗粒中分离出来,从而制约了其对农业面源污染物吸附行为的预测。分子标志物技术在表征有机碳行为领域做出了重要的贡献,苯多羧酸(Benzene polycarboxylic acids,BPCAs)分子标志物方法的引入,可为表征生物炭与磷之间相互作用提供新的视角。因此,本研究采用批量吸附实验,考察了烟秆和松木及其制备的生物炭对磷的吸附行为。结果表明,随热解温度的升高,生物质及其生物炭中各BPCAs含量及苯六甲酸(Benzene hexacarboxylic acid,B6CA)对BPCA的贡献率随热解温度的升高而增加,生物炭的芳香缩合度不断增强;两类生物炭对磷的吸附量均随热解温度的升高而降低,其中400℃烟秆生物炭和200℃松木生物炭对磷的吸附量最大。表面含氧官能团的减少和静电排斥作用降低了生物炭对磷的吸附,而较大的比表面积使烟秆生物炭的吸附量高于松木生物炭。烟秆生物炭中B6CA含量高于松木生物炭,因此其对磷的吸附量较松木生物炭高。
- 张军周丹丹周丹丹王薇李芳芳刘洋李芳芳古正刚
- 关键词：生物炭苯多羧酸分子标志物磷
- 生物炭中溶解性有机质与Cu(Ⅱ)的络合机制研究被引量：2
- 2021年
- 生物炭是废弃生物质在厌氧条件下热解产生的固体产物,因其具有多孔、含氧官能团、比表面积较大及矿物质较为丰富等优点而在重金属污染土壤修复方面具有良好的应用前景。生物炭对重金属迁移性的影响因素有重金属特性、生物炭固体颗粒及其所含溶解性有机质(DOM)的特性。生物炭进入环境后,生物炭中的DOM易随环境介质发生迁移转化且DOM含有较丰富的含氧官能团,其与重金属的相互作用对重金属的迁移转化有重要影响。然而,生物炭DOM的特性受生物炭母质来源和热解温度的影响,不同源生物炭中DOM与重金属相互作用机制尚不明确。因此,深入研究生物炭DOM与重金属之间的相互作用机制对评估生物炭对重金属的迁移影响至关重要。本研究采用多种光谱技术,探讨了生物炭中DOM的组成及其与Cu(Ⅱ)的络合特性。结果表明,SUVA_(254) DOM和SUVA_(260) DOM属于芳香性很低的亲水性材料,且玉米秸秆生物炭DOM(MDOM)浓度高于松木生物炭DOM(PDOM)浓度;三维荧光光谱鉴定出DOM主要由类腐殖酸和类富里酸构成;与PDOM相比,MDOM中含有更多的荧光物质(类富里酸和类腐殖酸),为其与Cu(Ⅱ)的络合提供了结合位点,因此其络合稳定常数高于PDOM;^(1)H-NMR证明DOM中酚羟基官能团与Cu(Ⅱ)发生了明显的络合作用。本研究将为生物炭作为功能性材料在环境修复中的应用提供筛选依据以减低其环境风险。
- 张军王薇储刚储刚赵婧周丹丹李芳芳
- 关键词：生物炭荧光淬灭
- 昆明市呈贡大学城土地利用景观格局变化分析被引量：4
- 2016年
- 以2001年和2011年昆明市的TM遥感影像为主要数据源,在RS和GIS技术支持下,分析呈贡大学城区域土地利用景观的空间格局及其变化特征,揭示格局变化的驱动因素和潜在问题.结果表明:研究区在大学城建设的10年里由原来的乡村田园景观转变为典型的城市及城市园林景观.果园和菜地面积急剧减少,大量转化为其他土地利用类型,各土地利用类型空间关系趋于复杂.果园和菜地的形状趋于简单,而居民点、裸地以及撂荒地的形状变得更加复杂,除撂荒地外的土地利用类型空间连通性变差.整体景观的破碎化程度增大,异质性增强,且各土地利用类型分布更加均匀,形成具有多种类型的密集格局.格局变化的主要驱动因素是人为因素,闲置土地的激增和生物栖息地的减少是今后大学城建设需要着重解决的问题.
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- 关键词：景观生态学土地利用转移矩阵城市化景观异质性
- 花生壳和松木屑制备的生物炭对Cu^(2+)的吸附研究被引量：34
- 2016年
- 为了深入了解生物炭施用对重金属环境行为和风险的影响,研究了生物炭吸附Cu^(2+)的机理。以花生壳和松木屑为原料,采用限氧升温炭化法,在200~500℃热裂解制得8种生物炭,并通过元素分析仪、傅立叶变换红外光谱分析(FITR)和扫描电镜-能谱分析(SEM/EDS)对其进行了表征。同时,采用批试验方法研究了生物炭对Cu^(2+)吸附行为。研究结果表明,(1)热解温度越高,灰分含量越多,p H增大,生物炭芳构化程度越高,比表面积更大;(2)Cu^(2+)在生物炭上的吸附动力学划分为快吸附和慢吸附两个一级动力学阶段,其中快室是生物炭表面含氧官能团如羧基(-COOH)、酚羟基(-OH)等与重金属离子相互作用的吸附,慢速室是生物炭通过颗粒内扩散作用被生物炭吸附;(3)FM模型更适合于对花生壳和松木屑制备的生物炭吸附Cu^(2+)的数据进行拟合,所得非线性指数(n)的值在0.23~0.67之间且随热解温度升高n值越来越小;(4)在热解温度为200~500℃,花生壳生物炭对Cu^(2+)的吸附量先下降后增加且PS5对Cu^(2+)的吸附性能最佳;而松木生物炭对Cu^(2+)的吸附量没有明显的规律性变化,但PC2对Cu^(2+)的吸附性能最佳。
- 周丹丹吴文卫赵婧储刚梁妮吴敏
