- 陈浮;骆占斌;朱朝冉;段雪颖;杨永均;马静;
矿山生态系统受采掘扰动与污染积累的双重影响，普遍存在土壤贫瘠、结构退化、污染严重及生物多样性缺失等问题，已成为美丽中国建设攻坚克难的关键领域。生物炭比表面积大、孔隙结构发达、吸附性能优异，在污染物固定、土壤改良及碳封存等方面优势显著。然而，生物炭仍存在性能不可控、原料适配性差和功能单一等局限性，难以应对复杂的矿山生态修复需求。本文系统梳理了我国矿山生态修复面临的主要挑战，阐释了生物炭应用于矿山生态修复的优势和局限性。基于机器学习、数字孪生和材料基因工程技术，实现原料选择、热解路径与功能性能的智能预测及优化，定向设计兼具污染吸附、养分缓释与稳定功能的新一代生物炭。未来应采用智能算法与多尺度实验验证、大数据修复模型、标准化碳汇监测体系等推进生物炭设计从“经验制造”向“智能制造”转型，为矿山生态系统精准修复与绿色重建提供新路径。
2025年11期 v.54;No.485 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 高卫民;高信刚;王少鹏;曹伟;刘昀;王恩鹏;
市政污泥作为污水处理的必然副产物，具有污染和资源双重属性。污泥基生物炭是指污泥经过脱水、干燥、碳化等处理后得到的一种新型生物质材料，通过该途径不仅实现了污泥的减量化和稳定化，还将其转化成了高价值功能材料。新污染物是指那些新被识别或关注、对生态环境和人类健康具有潜在威胁，但尚未纳入常规环境监测或管理体系的物质，其对环境的潜在影响日益受到关注。本文系统总结了污泥基生物炭的制备和改性技术，分析了污泥基生物炭对新污染物的去除效能与机制，探讨了污泥基生物炭处理水中新污染物的环境风险与生命周期评估。材料的长期稳定性与再生、环境安全与标准化、技术集成与放大等是污泥基生物炭未来发展中面临的主要挑战。
2025年11期 v.54;No.485 12-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 985K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杜晓燕;方迪;韩东军;
生物炭是一种富含碳素的多孔材料，具有优异的物理化学性质和环境友好性。为进一步提升其性能，将生物炭改性或与多种功能材料复合，构建具有正协同效应的生物炭基复合材料是近年来的研究热点。本文介绍了热解法、直接碳化法、微波碳化法、气化法、水热合成法等生物炭制备方法，分析了生物质原材料、热解温度、碳化时间等因素对生物炭性能的影响。生物炭基复合材料的改性方法主要有物理合成法、化学合成法、生物合成法3种。生物炭-磁性复合材料结合了生物炭和磁性材料的优点，磁性颗粒均匀分布在生物炭表面，与生物炭之间存在一定的相互作用，在环境污染治理、催化等领域具有良好的应用前景。纳米材料具有独特的尺寸效应和表面效应，利用生物炭和纳米材料制备生物炭-纳米复合材料，能够充分发挥二者的优势，产生协同效应，赋予材料更优异的性能。总结了生物炭基复合材料在环境、能源、工业、农业等领域的应用现状，最后指出了生物炭基复合材料在未来面临的挑战。
2025年11期 v.54;No.485 20-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1007K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 朱晓琳;杨慧敏;谢阳;罗桥冰;陈月;魏翔;巩宗强;张晓蓉;
随着农业有机废弃物产生量的增加，实现其高效资源化利用对于农业可持续发展意义重大。生物炭因其独特的理化性质，作为堆肥改良剂展现出了良好的应用前景。本文综述了不同生物炭的理化特性及其通过调控微环境、促进微生物活性、抑制气体排放等优化堆肥过程的作用机制，明确生物炭与功能微生物及矿物材料的协同增效路径，分析其对肥效提升与环境风险控制的影响。最后指出了生物炭在堆肥过程中存在的不足，展望了其未来的发展方向，旨在为生物炭在堆肥中的精准应用提供参考。
2025年11期 v.54;No.485 29-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1024K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 任柳怡
;付雅彤
;金成国
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白酒糟是白酒酿造业产生的主要固体废弃物，其富含纤维素、半纤维素和木质素等有机质。相较于其他有机质原料，白酒糟产生的地点相对集中、收集成本较低，有利于规模化处理。经高温热解或水热处理，通过物理或化学方法，可将白酒糟转化成高性能生物炭。白酒糟基生物炭具有碳含量高、比表面积大以及孔隙结构丰富等特点，在农业、环境和能源等领域展现出了广阔的应用前景。本文对比分析了白酒糟基生物炭的主要制备方法，即热解碳化法和水热碳化法，介绍了白酒糟基生物炭的成分和结构，总结了白酒糟基生物炭在吸附剂、土壤改良剂、催化剂载体、燃料、电池材料等领域的应用现状。未来，白酒糟基生物炭的研究应聚焦于制备工艺参数的动态变化，功能的调控机制、能耗优化模型以及N/O/S掺杂位点与性能之间的量化关系，复杂多金属协同去除机制，界面电子传输行为、电化学稳定性机制等方面。
2025年11期 v.54;No.485 37-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1032K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王宁;贺攀阳;辛楷能;陈天星;张晓民;
重金属Pb(Ⅱ)引起的水体和土壤污染已成为全球性环境问题。生物炭和地质聚合物材料在Pb(Ⅱ)污染水土修复领域展现出了巨大的应用潜力。本文以粉煤灰和小麦秸秆为原料，通过混合、养护、碳化等步骤制备了生物炭/地聚物复合材料，考察了高温限氧热解和水热两种碳化方法对所制备复合材料的微观结构及其对水和土壤中Pb(Ⅱ)的吸附/钝化性能的影响。结果表明，热解生物炭/粉煤灰地聚物复合材料具有较大的比表面积(55.0461 m~2/g)和较丰富的孔隙结构，平均孔径为5.263 8 nm。水热和热解生物炭/粉煤灰地聚物复合材料对水中Pb(Ⅱ)的最大吸附量分别为233.41 mg/g和306.27 mg/g,吸附过程均符合Langmuir等温模型和准二级动力学模型；适当升温可促进吸附。此外，两种材料对土壤中的Pb(Ⅱ)均表现出了良好的钝化性能，7 d钝化率分别为72.86%和76.33%。
2025年11期 v.54;No.485 48-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2195K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 罗扬;彭杨皓;周钰博;
随着全球能源需求的持续攀升，环境问题愈发突出，化石能源消费总量与碳排放的双重约束推动了可再生能源的快速发展。生物质能具有可再生、低碳排特性，是一种极具潜力的清洁能源。本文总结了生物质气化技术的分类与原理，对比分析了生化转化、热化学转化和化学链气化等技术路线的适用性和优缺点，指出了当前面临的催化剂稳定性与成本、规模化生产障碍及环境与经济性平衡等关键挑战。未来，应在新型催化体系开发、工艺集成与智能控制及碳交易机制下的经济可行性提升等方面深化布局，通过技术创新与政策协同，推动生物质气化技术的规模化应用。
2025年11期 v.54;No.485 59-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1112K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵骏;牛佳;王文靖;陈兵;田星强;任瑜杰;时训先;刘硕;王雪娅;
生物质作为可再生碳资源，其高效转化与高值化利用是实现“双碳”目标的关键路径。溶剂萃取技术凭借高选择性、温和性及环境友好性等优势，已成为生物质组分分离与高值化转化的核心手段。本文系统总结了传统有机溶剂萃取、超临界流体萃取、离子液体萃取、低共熔溶剂萃取及水热/亚临界水萃取等主流技术的研究现状，分析了各技术在木质纤维素、脂类、酚类及生物活性成分分离中的应用特性与效率差异，考察了原料预处理、溶剂特性、工艺参数及协同技术等因素对萃取效率的影响，指出了该技术当前面临的溶剂成本高、回收困难、规模化能耗大及复杂基质分离选择性不足等关键问题。绿色溶剂定向设计、多技术耦合强化、智能化工艺优化及循环经济模式构建等是未来的重要发展方向。
2025年11期 v.54;No.485 70-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1034K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据