畜禽糞便生物炭的二維紅外光譜分析

桂向陽，劉 晨，許吉宏，段方蕾，方書偉，李飛躍*

1. 安徽科技學院資源與環境學院，安徽 鳳陽 233100 2. 上海交通大學中英國際低碳學院，上海 200240 3. 上海第二工業大學環境與材料工程學院，上海 201209

引 言

我國是畜禽養殖大國，每年畜禽糞便排放量高達3.8×109t，然而有效處理率卻不足50%[1]。若糞污隨意排放，其攜帶的病原菌、濾液和異味等會給人類生存和環境帶來巨大危害[2]。傳統的處理畜禽糞便的方法主要有：堆肥發酵[3]、生產沼氣[4]等，然而這些處理方法面臨二次污染問題。因此，亟需研發畜禽糞便處理新技術。

近年來，通過低溫熱解方法將畜禽糞便制備成生物炭，不僅可以減少糞便直接排放帶來的環境危害，還可以提高廢物利用效率[5]，受到廣泛關注。此外，生物炭施入土壤后，還能夠提高土壤肥力，改善土壤環境，促進作物增產[6]。大量研究表明，熱解溫度和原材料是影響生物炭性質最關鍵的因素[7]，特別是生物炭官能團的變化，直接決定生物炭在環境中的功能和效應。因而，明確生物炭官能團隨熱解溫度的變化規律，為人工設計“功能性”生物炭提供理論基礎，具有十分重要的研究意義。

1 實驗部分

1.1 畜禽糞便原材料

雞糞、牛糞和豬糞原料取自安徽省鳳陽縣某養殖場。采集來的畜禽糞便原料置于烘箱中105 ℃烘干，然后粉碎過60目篩，混勻后裝袋備用。

1.2 生物炭的制備

稱取一定質量的雞糞、牛糞和豬糞原料分別裝于50 mL坩堝中，填滿壓實后，用錫紙封口，并用注射器針頭在錫箔紙上扎……