第二届全国土壤修复大会

生物炭是生物质材料在缺氧或厌氧条件下热解制得的富碳材料，常用作土壤的改良剂，而目前很少有关于不同生物炭材料反硝化效果的研究。本文采用玉米秸秆、玉米芯、木屑等生物质材料分别于250℃、300℃和400℃下热解制备生物炭，并探究不同生物炭基本性质及反硝化潜力。结果表明，随热解温度升高，生物炭TOC释放量迅速下降，较低热解温度下制备的生物炭具有提供更多溶解性有机物的能力，反硝化潜力更大。对比250℃热解温度下得到的三种不同生物炭发现，玉米芯生物炭（CCB(250℃)）具有最强的TOC释放能力，序批式实验进一步证明CCB(250℃)在微生物作用下可以有效去除硝酸盐氮，是反硝化去除硝酸盐的较为理想的底物。一维流场柱实验结果表明，CCB(250℃)在流场环境下可以持续稳定释放TOC供反硝化微生物利用。随水力停留时间的增加，硝酸盐氮去除率逐渐增加，亚硝酸盐氮积累量减少，8 h的水力停留时间下CCB(250℃)的平均反硝化速率最高。水溶性碳氮比同样影响CCB(250℃)反硝化脱氮效果，当体系内水溶性碳氮比较高时，CCB(250℃)反硝化脱氮效果较为理想，且没有亚硝酸盐氮的积累，氨氮维持在较低浓度。当体系内水溶性碳氮比较低时，反硝化酶的活性受到抑制，反硝化进程发生得不完全，流出液中硝酸盐氮浓度显著升高，亚硝酸盐氮浓度也明显增加，硝酸盐氮去除率及平均反硝化速率下降。