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BPCA分子标志物法对土壤体系中生物炭性质的描述
被引量：
2
1
作者
吴敏
吴丹萍
+2 位作者
常兆峰
许燕
潘波
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期536-540,共5页
生物炭因具有特殊的理化性质,在碳封存、土壤改良和污染控制领域的应用已成为全球性的热点问题。然而,不同来源、不同温度下形成的生物炭理化性质存在较大差异,且生物炭在进入土壤环境后,在生物和非生物的作用下,其数量和性质也会发生变...
生物炭因具有特殊的理化性质,在碳封存、土壤改良和污染控制领域的应用已成为全球性的热点问题。然而,不同来源、不同温度下形成的生物炭理化性质存在较大差异,且生物炭在进入土壤环境后,在生物和非生物的作用下,其数量和性质也会发生变化,这都将影响生物炭在环境系统中的迁移、转化和生物地球化学循环过程。显而易见,通过生物炭的初始状态预测其长期环境效应并不可行,但大部分的研究中都将生物炭视为一个静态组分,这不利于对生物炭施用安全和环境效应的客观评估。为系统理解生物炭施用后的环境功效,客观上需要监控并动态描述其性质变化。遗憾的是,目前没有很好的方法将生物炭从土壤中分离出来,从而测定其含量和性质。如何在复杂混合体系中描述生物炭的性质,成为动态理解生物炭环境功效的主要技术难题。BPCA分子标志物法常用于描述土壤中炭黑或高缩合度有机质的含量并推演其燃烧历史,由于生物炭具有与其相似的高度芳香化结构单元,BPCA分子标志物法也适用于描述土壤体系中生物炭性质。研究发现,BPCA分子标志物单体可以用于分析复杂体系中生物炭的相对含量,其单体比值(如B5CA/B6CA和B6CA/B4CA)不仅可用于描述生物炭及其老化后的性质(尤其是芳香缩合度)并辨析其来源,还能描述生物炭老化前后对有机污染物的吸附特性。而且BPCA分子标志物法可以促进研究者们对生物炭与土壤无机矿物之间相互作用机制的理解。此外,同位素技术还可作为BPCA分子标志物技术的一个重要补充,其中,针对BPCA单体的稳定同位素技术(如13C)能更准确地描述生物炭的迁移和转化。本文归纳了BPCA分子标志物法在生物炭领域的研究进展,以及该法对复杂土壤体系中生物炭的定量、定性描述,分析了BPCA分子标志物法的优缺点并展望了其前景。BPCA分子标志物法有望成为生物炭环境行为和功能评估的重要技术手段,且该技术的发展和成熟,将大大推动生物炭研究的进展。
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关键词
BPCA
分子标志物法
炭黑
老化
稳定同位素
热源有机质
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职称材料
苯多羧酸分子标志物揭示不同来源有机质稠环芳香碳组成与性质
2
作者
李宇轩
谭智诚
+3 位作者
李炎
梁妮
周丹丹
李芳芳
《环境化学》
北大核心
2025年第5期1942-1948,共7页
苯多羧酸(Benzene polycarboxylic acids,BPCAs)分子标志物技术作为表征土壤中缩合芳香碳含量及结构特征的重要技术手段被广为应用,然而,关于BPCAs是否仅产生于热源性缩合芳香碳仍然不够明确.本研究分别用超纯水和氢氟酸对微生物来源的...
苯多羧酸(Benzene polycarboxylic acids,BPCAs)分子标志物技术作为表征土壤中缩合芳香碳含量及结构特征的重要技术手段被广为应用,然而,关于BPCAs是否仅产生于热源性缩合芳香碳仍然不够明确.本研究分别用超纯水和氢氟酸对微生物来源的市政活性污泥及植物来源的滇池泥炭土进行处理,并收集处理过程中的上清液,结合BPCAs分子生物标志物技术、元素分析、同位素质谱及傅里叶变换红外光谱对以上样品进行表征.结果表明,活性污泥相比于泥炭土有着更高比例的δ^(13)C组分,这与微生物在碳循环过程中倾向于对δ^(13)C的富集是一致的.尽管活性污泥中检测到BPCAs,但其含量仅为泥炭土BPCAs的2%—3%.此外,活性污泥中苯六羧酸/苯多羧酸(B6CA/BPCA)的比值低于泥炭土,并主要以苯三羧酸(B3CAs)和苯四羧酸(B4CAs)为主,表明活性污泥中微生物能产生少量的低缩合芳香碳.在氢氟酸处理后,泥炭土和活性污泥中的BPCAs含量变化不大,且处理过程中收集的上清液BPCAs含量极低,比固体样品低2—3个数量级,这表明缩合芳香碳在氢氟酸处理过程中损失非常少,并且缩合芳香碳与活性矿物相互作用不强.在酸处理后,活性污泥B6CA/BPCAs的比值有所增大,而泥炭土的该比值变化不大,说明高缩合芳香碳稳定性更强,受活性矿物影响更小.本研究证明微生物来源的有机质能够产生少量的缩合芳香碳,且缩合度相对较低.此外,缩合芳香碳在环境中的稳定性与自身缩合度有关,缩合度越高,保存时间可能越长.
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关键词
土壤有机质
炭黑
苯多羧酸(BPCAs)
分子标志物法
氢氟酸处理
稳定碳同位素
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职称材料
题名
BPCA分子标志物法对土壤体系中生物炭性质的描述
被引量：
2
1
作者
吴敏
吴丹萍
常兆峰
许燕
潘波
机构
昆明理工大学环境科学与工程学院
云南省疾病预防控制中心
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期536-540,共5页
基金
国家自然科学基金(41663013
U1602231)~~
文摘
生物炭因具有特殊的理化性质,在碳封存、土壤改良和污染控制领域的应用已成为全球性的热点问题。然而,不同来源、不同温度下形成的生物炭理化性质存在较大差异,且生物炭在进入土壤环境后,在生物和非生物的作用下,其数量和性质也会发生变化,这都将影响生物炭在环境系统中的迁移、转化和生物地球化学循环过程。显而易见,通过生物炭的初始状态预测其长期环境效应并不可行,但大部分的研究中都将生物炭视为一个静态组分,这不利于对生物炭施用安全和环境效应的客观评估。为系统理解生物炭施用后的环境功效,客观上需要监控并动态描述其性质变化。遗憾的是,目前没有很好的方法将生物炭从土壤中分离出来,从而测定其含量和性质。如何在复杂混合体系中描述生物炭的性质,成为动态理解生物炭环境功效的主要技术难题。BPCA分子标志物法常用于描述土壤中炭黑或高缩合度有机质的含量并推演其燃烧历史,由于生物炭具有与其相似的高度芳香化结构单元,BPCA分子标志物法也适用于描述土壤体系中生物炭性质。研究发现,BPCA分子标志物单体可以用于分析复杂体系中生物炭的相对含量,其单体比值(如B5CA/B6CA和B6CA/B4CA)不仅可用于描述生物炭及其老化后的性质(尤其是芳香缩合度)并辨析其来源,还能描述生物炭老化前后对有机污染物的吸附特性。而且BPCA分子标志物法可以促进研究者们对生物炭与土壤无机矿物之间相互作用机制的理解。此外,同位素技术还可作为BPCA分子标志物技术的一个重要补充,其中,针对BPCA单体的稳定同位素技术(如13C)能更准确地描述生物炭的迁移和转化。本文归纳了BPCA分子标志物法在生物炭领域的研究进展,以及该法对复杂土壤体系中生物炭的定量、定性描述,分析了BPCA分子标志物法的优缺点并展望了其前景。BPCA分子标志物法有望成为生物炭环境行为和功能评估的重要技术手段,且该技术的发展和成熟,将大大推动生物炭研究的进展。
关键词
BPCA
分子标志物法
炭黑
老化
稳定同位素
热源有机质
Keywords
BPCA biomarker method
black carbon
aging
stable isotope
pyrogenic organic matter
分类号
TH3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
苯多羧酸分子标志物揭示不同来源有机质稠环芳香碳组成与性质
2
作者
李宇轩
谭智诚
李炎
梁妮
周丹丹
李芳芳
机构
昆明理工大学环境科学与工程学院
云南省土壤固碳与污染控制重点实验室
昆明理工大学土壤环境与生态安全云南省创新团队
出处
《环境化学》
北大核心
2025年第5期1942-1948,共7页
基金
国家自然科学基金(42167030,42267028)
云南省重大科技项目(202202AG050019)资助.
文摘
苯多羧酸(Benzene polycarboxylic acids,BPCAs)分子标志物技术作为表征土壤中缩合芳香碳含量及结构特征的重要技术手段被广为应用,然而,关于BPCAs是否仅产生于热源性缩合芳香碳仍然不够明确.本研究分别用超纯水和氢氟酸对微生物来源的市政活性污泥及植物来源的滇池泥炭土进行处理,并收集处理过程中的上清液,结合BPCAs分子生物标志物技术、元素分析、同位素质谱及傅里叶变换红外光谱对以上样品进行表征.结果表明,活性污泥相比于泥炭土有着更高比例的δ^(13)C组分,这与微生物在碳循环过程中倾向于对δ^(13)C的富集是一致的.尽管活性污泥中检测到BPCAs,但其含量仅为泥炭土BPCAs的2%—3%.此外,活性污泥中苯六羧酸/苯多羧酸(B6CA/BPCA)的比值低于泥炭土,并主要以苯三羧酸(B3CAs)和苯四羧酸(B4CAs)为主,表明活性污泥中微生物能产生少量的低缩合芳香碳.在氢氟酸处理后,泥炭土和活性污泥中的BPCAs含量变化不大,且处理过程中收集的上清液BPCAs含量极低,比固体样品低2—3个数量级,这表明缩合芳香碳在氢氟酸处理过程中损失非常少,并且缩合芳香碳与活性矿物相互作用不强.在酸处理后,活性污泥B6CA/BPCAs的比值有所增大,而泥炭土的该比值变化不大,说明高缩合芳香碳稳定性更强,受活性矿物影响更小.本研究证明微生物来源的有机质能够产生少量的缩合芳香碳,且缩合度相对较低.此外,缩合芳香碳在环境中的稳定性与自身缩合度有关,缩合度越高,保存时间可能越长.
关键词
土壤有机质
炭黑
苯多羧酸(BPCAs)
分子标志物法
氢氟酸处理
稳定碳同位素
Keywords
soil organic matter
black carbon
benzene polycarboxylic acids(BPCAs)molecular biomarker method
hydrofluoric acid treatment
stable carbon isotope
分类号
X-1 [环境科学与工程]
O6 [理学—化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
BPCA分子标志物法对土壤体系中生物炭性质的描述
吴敏
吴丹萍
常兆峰
许燕
潘波
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
苯多羧酸分子标志物揭示不同来源有机质稠环芳香碳组成与性质
李宇轩
谭智诚
李炎
梁妮
周丹丹
李芳芳
《环境化学》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
已选择
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