生物炭吸附性能的影響因素及其在土壤中的應用

張旭 鐘舒怡 黃粵林 彭建偉

摘要 生物炭是通過高溫熱解處理制得的一種固體炭質材料，主要由碳元素組成，具有堅固、穩(wěn)定和高孔隙度的特點。目前，生物炭可應用于水體中重金屬和有機污染物的治理，以及土壤pH調節(jié)、土壤改良、碳封存、污染治理和農業(yè)生產增效等方面。本文綜述了影響生物炭吸附性能的因素，以及生物炭在土壤中的應用，并對其在土壤中更加合理的應用做出展望。影響生物炭吸附性能的主要因素包括原料種類、熱解溫度、熱解時間、pH、使用劑量和改性方法等。生物炭在土壤中的應用主要包括改善土壤理化性質、吸附土壤中重金屬和有機物污染物、提供營養(yǎng)元素和促進植株生長等。

關鍵詞 生物炭；吸附；重金屬；有機污染物；土壤

中圖分類號 X53；TQ424.1? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）10-0070-08

Influencing factors of biochar adsorption properties and its application in soil

ZHANG Xu? ? ZHONG Shuyi? ? HUANG Yuelin? ? PENG Jianwei

（College of Resource， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China）

Abstract Biochar is a kind of solid carbon material produced by high temperature pyrolysis， mainly composed of carbon elements. It possesses characteristics of being sturdy， stable， and having high porosity. Currently， biochar can be applied to the treatment of heavy metals and organic pollutants in water bodies， as well as in soil for purposes including pH regulation， soil improvement， carbon sequestration， pollution control， and enhancement of agricultural production. The factors affecting the adsorption performance of biochar and the application of biochar in soil were reviewed， and the more reasonable application of biochar in soil was prospected. The main factors affecting the adsorption properties of biochar include raw material type， pyrolysis temperature， pyrolysis time， pH， dosage and modification methods. The application of biochar in soil mainly includes improving the physical and chemical properties of soil， adsorption of heavy metals and organic pollutants in soil， provide nutrients and promote plant growth， etc.

Keywords biochar; adsorption; heavy metals; organic pollutants; soil

農業(yè)耕作過程中土地資源利用、農藥化肥施用，以及生活廢棄物排放等因素都可能會影響土壤質量[1]。一方面，耕地質量降低可能會導致耕地難以充分利用，進而使農作物減產或絕收；另一方面，一些污染物具有毒副作用，進入人體后可能會影響身體健康。土壤污染的主要類型有重金屬污染、農藥和化學物質污染、石油和石油產品污染等[2-3]。近年來，污染土壤的修復問題備受關注。目前，土壤修復以物理修復、化學修復、生物修復和綜合修復技術為主。其中，化學修復中添加生物炭進行土壤修復的技術在近年來受到了廣泛關注。

生物炭是利用廢棄生物質，例如作物秸稈、畜禽糞便、生活垃圾或有機物在限氧條件下熱裂解生成的一類高度芳香化的富碳固態(tài)物質[4-5]，具有獨特的多孔結構、穩(wěn)定的物理化學性質及特殊的電化學性質，并且生物炭表面的官能團和極性與其吸附—降解污染物有著密切的相關性[6-7]。基于以上特點，生物炭常被制作成土壤改良劑，用來吸附土壤中的污染物質或者改善土壤理化結構。生物炭的吸附性能與其原材料、熱解溫度、熱解時間及熱解時的空氣含氧量等有關，不同的熱解條件會使生物炭表面積、比表面積、孔隙結構、官能團和相關的物理化學性質有較大的差異。

有關生物炭的用途及發(fā)展前景引起了學者的積極討論，目前對引起生物炭吸附污染物性能不同的影響因素有待進一步探討。探究影響生物炭吸附性能的因素有助于提高生物炭在土壤改良中的利用率，使生物炭在土壤改良中的應用更具有針對性。本文結合生物炭相關研究成果，綜述了引起生物炭吸附性能差異的因素及生物炭在土壤中的應用，為生物炭在土壤中的應用提供參考。

1 生物炭吸附性能的影響因素分析

生物炭是由生物質材料在高溫條件下熱解，最終形成具有復雜孔隙結構的固碳物質。在此過程中，生物炭的原料種類、熱解溫度和熱解時間等都可能會影響生物炭的形成，并且pH、劑量和改性方法也會影響生物炭的吸附性能。深入探究生物炭的熱解條件及其他影響因素，以更好地應用生物炭吸附不同污染物和改善土壤結構。

1.1 原料種類

生物質材料的組成包括木質素、纖維素、半纖維素及各類礦物質等，相比于纖維素和半纖維素，木質素更穩(wěn)定，熱解后產物中的芳香族含碳量也較高，完全熱解后的產物更穩(wěn)定[8]。Wijitkosum[9]在對玉米芯、稻殼和木薯根莖3種農業(yè)廢棄物及雨樹和刺桑2種木材廢棄物所制成的生物炭的研究中發(fā)現(xiàn)，以木材廢棄物為原料制備的生物炭，其纖維素和木質素含量高于3種以農業(yè)廢棄物為原料制備的生物炭，其理化性質與元素組成也存在差異，但5種生物炭的孔隙結構相似，均具有一定穩(wěn)定性，可以在土壤中保持較長時間。Chaudhary等[10]研究了甘蔗渣、茄子莖和柑橘皮等不同類型城市生物廢棄物生產的生物炭對水溶液中重金屬離子鉛（Pb）、銅（Cu）、鉻（Cr）和鎘（Cd）的吸附性能，結果表明，甘蔗渣和茄子莖衍生的生物炭對水溶液中Cu（99.94%）、Cr（99.57%）和Cd（99.77%）的去除效率更高，而柑橘皮生物炭對水溶液中Pb（99.59%）和Cu（99.90%）的去除效率更高，并且與源自柑橘皮的生物炭相比，源自甘蔗渣和茄子莖的生物炭具有更多的極性官能團和更低的疏水性。Zhang等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在以稻殼和紫荊秸稈為原料熱解生產的生物炭作為吸附劑去除Cd和（或）Pb的單一和競爭溶液中的重金屬離子時，紫荊生物炭的吸附能力較強，同稻殼生物炭相比，紫荊生物炭具有更高的陽離子交換量（CEC值），在一定程度上增加了其生物炭表面的交換活性位點，從而促進了其與Cd或Pb的結合；紫荊生物炭比稻殼生物炭具有更多的微孔結構，這可能增加了紫荊生物炭的吸附位點。吳浩然等[12]研究了6種原料制成的生物炭對吡蟲啉、噻蟲嗪和呋蟲胺3種新煙堿類農藥的吸附能力，發(fā)現(xiàn)在相同溫度（700 ℃）熱解下，玉米秸稈生物炭、小麥秸稈生物炭和楊樹枝生物炭的吸附效果較好，其中玉米秸稈生物炭吸附性能最佳，其原因可能與其自身的疏水性、孔填充和π-π鍵等相關。由于不同原料的相關組成成分不同，原料在熱解過程中具有不同的物理性狀和化學性質，具體體現(xiàn)在孔隙大小、孔隙結構、比表面積、官能團和元素含量等指標上，進而導致了不同生物炭對不同污染物的吸附水平存在差異。因此，實際應用中面對不同的污染物需有針對性地選擇合適的生物炭進行處理。

1.2 熱解溫度

生物質熱解是一個復雜的化學反應過程，通過加熱生物質，將其分解為氣態(tài)、固態(tài)或液態(tài)物質，最終形成穩(wěn)定的碳骨架。整個反應過程包含脫水、脫羧、分解和還原等步驟，生物炭在此過程中具有不同的理化性質[13]。生物炭的性能受多種因素影響，包括熱解反應裝置、生物質種類、粒徑、熱解方式和熱解溫度等。其中，熱解溫度會明顯改變生物炭的性質，從而改變生物炭的吸附能力。研究表明，生物炭與重金屬離子之間的陽離子交換和絡合作用是生物炭吸附Pb、Cu等重金屬離子的主要吸附機理，而升高熱解溫度會增加生物炭的陽離子交換量和無機礦物灰分，增強其對重金屬離子的交換和絡合能力，從而提高生物炭對重金屬離子的吸附效果[14-15]。Zhang等[16]探究了以牛糞為原料在不同燒制溫度下產生的生物炭去除水中四環(huán)素的應用效果，發(fā)現(xiàn)生物炭的H/C、O/C和O+N/C比值隨著熱解溫度的升高而降低，即生物炭的芳香性、疏水性增強，極性降低，并且隨著熱解溫度的升高，生物炭的比表面積增大、孔隙分布變好；含氧官能團和脂肪族官能團的含量隨著熱解溫度的升高而降低，形成了相對穩(wěn)定的芳香結構，這些因素都可能提高了其吸附性能。然而，熱解溫度過高也可能導致生物炭的熱值下降或孔隙結構塌陷，從而影響生物炭的質量和應用效果。Li等[17]研究發(fā)現(xiàn)，當熱解溫度提高到600 ℃時，磁性生物炭的比表面積和孔隙體積最大，對苯甲醚和苯酚的吸附能力最大；當熱解溫度從600 ℃升高到800 ℃時，磁性生物炭部分孔隙可能被堵塞，吸附能力變弱。大部分生物質經高溫熱解后所形成的生物炭的表面積、比表面積、孔隙數(shù)量和孔隙大小等都會增加，但是在某些特定情況下，例如燒制工藝和原材料的差異，可能會產生不同的結果。因此，在生物炭的生產過程中，需要根據(jù)具體原料和生產要求來確定適當?shù)臒峤鉁囟龋员ＷC生物炭的熱解質量和性能。

1.3 熱解時間

熱解時間對生物炭的影響主要體現(xiàn)在生物炭的炭化程度和性質上。熱解時間較長可能會導致生物炭中揮發(fā)性物質進一步揮發(fā)，使得生物炭中固定碳的含量增加，熱值提高。此外，熱解時間的延長也可能使生物炭中的孔隙結構更加完善，擴大了生物炭的比表面積和增強其吸附性能。Zhang等[18]發(fā)現(xiàn)通過控制熱解時間，在400 ℃下以MgCl2·6H2O和大豆秸稈為原料合成鎂改性生物炭，與反應0.5 h相比，1和3 h反應下合成的生物炭對Pb2+/Cd2+的吸附量分別提高了38.65%/213.29%、44.57%/230.36%，對Pb2+/Cd2+的選擇性系數(shù)分別提高了113.28%/209.49%、213.58%/253.62%。Da Fonseca等[19]研究發(fā)現(xiàn)，隨著熱解時間的增加，甘蔗渣所形成的生物炭的表面積增大，從而增加了生物炭的內部孔隙，提供了更多的吸附點位，增強了其對亞甲基藍的吸附效果。但是長時間暴露在高溫環(huán)境中，可能會導致生物炭礦物鹽酸鹽的流失，減少對Cu+和Pb+的絡合，從而降低吸附效果[20]。因此，在生物炭的制備過程中，需要綜合考慮熱解時間對生物炭性質的影響，以實現(xiàn)對生物炭性能的有效調控和優(yōu)化。

1.4 pH值

pH值是影響生物炭吸附性能的重要因素之一。生物炭表面帶有一定數(shù)量的官能團，其中酸堿性官能團可以影響其表面電荷特性，從而影響其吸附性能。在不同的pH值條件下，溶液中的溶質或離子會呈現(xiàn)不同的電荷狀態(tài)，從而與生物炭表面的官能團發(fā)生不同的相互作用。Wei等[21]評估了在不同pH值的土壤中施用生物炭對Cd組分的響應，發(fā)現(xiàn)在不同pH值的土壤中，生物炭對Cd的鈍化效果存在差異，Cd組分變化在酸性土壤中較為明顯。Kim等[22]發(fā)現(xiàn)隨著pH值的升高，巨芒草生物炭對溶液中磺胺噻唑的吸附量逐漸降低，其原因可能是在酸性條件下，磺胺噻唑表面的氨基質子化，與生物炭表面的官能團形成了π-π鍵。Fidel等[23]發(fā)現(xiàn)隨著溶液pH值的升高，生物炭對[NH+4]的吸附增加，對[NO-3]的吸附減少。溶液pH值對生物炭吸附性能的影響是進行生物炭吸附試驗和優(yōu)化應用過程中的重要考慮因素之一。根據(jù)具體的應用需求和污染物性質，可以合理調控pH值，以優(yōu)化生物炭的吸附效果，提高生物炭在水處理、土壤修復等領域的應用效率和效果。

1.5 施用劑量

生物炭的施用劑量是影響其吸附污染物效果的因素之一。一般來說，增加生物炭的施用量可以提高其吸附污染物的能力，因為更多的吸附位點和表面積可提供更多與污染物相互作用的機會，從而提高吸附效率。Mielke等[24]研究了施用不同劑量的甘蔗秸稈生物炭對土壤中賽克嗪的吸附效果，發(fā)現(xiàn)增加使用劑量后，生物炭對土壤中賽克嗪的吸附量明顯增加。Albert等[25]通過Meta分析法分析相關文獻，發(fā)現(xiàn)施用較高含量的生物炭，植株莖部和根部重金屬含量的降低幅度較大，原因可能是高施用量的生物炭為土壤提供了更多的有機質，重金屬離子與溶解有機質的絡合作用促進了重金屬離子在土壤植物系統(tǒng)中的流動性和有效性，從而減緩了重金屬離子對土壤和植株的毒害效應。實踐中，生物炭施用劑量的增加可能伴隨著一些其他影響：當生物炭吸附位點飽和時，繼續(xù)增加生物炭使用量可能不會明顯提高吸附效果，還可能增加成本，同時對環(huán)境造成一定影響，例如生產能源消耗、碳排放等。因此，需要考慮生物炭的生產與應用過程對環(huán)境的綜合影響。在實際應用中需要進行經濟性評估，并權衡吸附效果和使用成本。

1.6 改性方法

生物炭的表面功能化改性是通過在生物炭表面引入或修飾功能基團，以改變其化學性質、提高其吸附選擇性和效率的過程。常見的生物炭改性方法包括物理改性、化學改性和金屬改性等[26]。物理改性是通過改變生物炭的形貌或表面特性來提高其吸附性能。常見的物理改性方法包括通過CO2或水蒸氣對生物炭進行改性等，這些方法可以改變生物炭的孔隙結構和表面性質，提高其吸附能力和選擇性。化學改性是通過在生物炭表面引入化學官能團或化合物來改變其表面化學性質，從而提高其對污染物的吸附效果[27]。常用的化學改性方法包括氧化、硝化、硫化和硅化等，這些方法增加了生物炭表面的活性位點，提高了生物炭的吸附容量和選擇性。金屬改性是將金屬附著在生物炭的表面，通過物理吸附和化學吸附的協(xié)同作用對污染物進行吸附。Tan等[28]研究發(fā)現(xiàn)，在熱解玉米秸稈后通過Mn改性，可以提高生物炭對Cd2+的吸附能力，并且吸附能力優(yōu)于未經過修飾的原始生物炭。Kushwaha等[29]探究了花生殼生物炭和改性花生殼生物炭對砷（As）的吸附效果，對比發(fā)現(xiàn)經KMnO4改性和KOH改性后，花生殼生物炭中小孔隙重新排列成大孔隙，增加了孔隙體積和比表面積，提供了更多的吸附點位，并且KMnO4和KOH改性成功地引入了含氧活性官能團，改性后的花生殼生物炭對As的吸附能力提高。Liu等[30]使用十六烷基三甲基溴化銨改性的稻殼生物炭處理水中的2，4-二氯苯酚，試驗發(fā)現(xiàn)改性后的生物炭含有大量親疏水基團，與未改性生物炭相比，其吸附能力增加。Li等[31]使用KOH溶液對馬鈴薯莖葉生物炭進行改性，相比未改性生物炭，改性生物炭具有更大的孔隙結構，同時表面含氧官能團減少，表面疏水性增強，對環(huán)丙沙星的吸附能力增強。研究發(fā)現(xiàn)，添加少量鐵元素后，鐵元素負載在生物炭上，使生物炭的比表面積和孔體積增大，表面粗糙，增加了生物炭的吸附位點，并且改性后生物炭表面附著有Fe0或Fe氧化物，可與沼液中的氮、磷發(fā)生反應，浸漬處理對生物炭中有機官能團的形成和結構影響不大，反而過多的鐵元素可能會堵塞孔，降低其對污染物的吸附能力[32]。除了較為熱門的化學改性和金屬改性，也有在熱解時通入高溫氣體，在生物炭上接種微生物等改性方法[33-34]。通過改性處理，生物炭的性能和應用領域得到了擴展和提升，具有更廣泛的應用前景和潛力，繼續(xù)探索改性生物炭的新應用領域和開發(fā)新的改性方法，有助于進一步擴大其應用范圍。

2 生物炭在土壤中的應用分析

生物炭作為一種多功能性的土壤修復材料，在農業(yè)與環(huán)境領域受到越來越多的關注與應用。生物炭源自有機生物質的高溫熱解過程，具有孔隙結構豐富、含有有機物質和吸附能力強等特點，在土壤中的應用多樣且廣泛。生物炭可以改善土壤結構，增加土壤孔隙度和通氣性，有助于提高土壤保水保肥性能；可以調節(jié)土壤的酸堿度，維持適宜的pH值范圍，為作物生長創(chuàng)造良好的外界環(huán)境；含有豐富的有機物質和微量元素，能夠為土壤補充養(yǎng)分，減緩養(yǎng)分流失，提升土壤肥力；含有的養(yǎng)分物質有益于土壤微生物的生長和活動，促進植物根系的生長和養(yǎng)分吸收；具有出色的吸附性能，可吸附土壤中的重金屬、殘留農藥等有害物質，減少對植物的毒害；具有穩(wěn)定性好且能儲存有機碳，有助于減少土壤中的碳排放，降低溫室氣體排放。生物炭在土壤中的應用主要有以下幾個方面。

2.1 改善土壤理化性質

生物炭在改善土壤理化性質方面有諸多益處。生物炭通過調節(jié)土壤的有機質含量、養(yǎng)分含量、理化結構、pH值、水分保持能力和微生物活動等方面，有效地改善土壤的理化性質，提高土壤的肥力和生產力，可作為土壤改良劑改善酸性土壤和鹽堿地等。Kuo等[35]進行了為期42 d的土柱試驗，發(fā)現(xiàn)生物炭的施用提高了土壤pH值和有機碳、[NH+4]-N、[NO-3]-N及可用P濃度，有效地保留了土壤中的水分，并抑制了上述養(yǎng)分和可溶解有機碳的浸出。Yan等[36]向盆栽土壤中分別加入竹子生物炭質炭和水稻秸稈生物質炭，發(fā)現(xiàn)盆栽土壤的有機碳、pH值、總磷、[NH+4]、[NO-3]以及速效鉀、鈣、鎂含量均有所增加，并隨著生物炭用量的增加而增加。Song等[37]在為期2年的試驗中發(fā)現(xiàn)，在石灰質土壤中添加玉米秸稈生物碳后，土壤有機碳、總氮、溶解性有機碳、總溶解氮、有效磷和鉀的含量明顯增加，土壤微生物的生物量碳氮呈先升高后降低的趨勢，玉米秸稈生物碳的施入不僅增加了微生物的生物量，而且增強了土壤碳、氮和磷循環(huán)酶的活性。Li等[38]研究了玉米秸稈生物炭施用后大豆根際區(qū)土壤養(yǎng)分的變化，與初始土壤有機碳含量相比，施用生物炭后土壤的孔隙度增加，使土壤具有更大的孔隙結構，從而增加了土壤潛在含水量。施用生物炭后土壤中有機碳含量明顯提高，為土壤提供了充足的碳源，土壤中[NH+4]-N含量明顯提高，當生物炭用量為9 kg/m2時，土壤中[NH+4]-N含量最高，[NO-3]-N的變化趨勢與[NH+4]-N相似。Zhang等[39]在濱海地區(qū)鹽堿地使用通過球磨和紅磷負載制備的一種新型生物炭，探討了生物炭對土壤的改良作用，發(fā)現(xiàn)這種生物炭有著更大的比表面積、更多的P負載量和含P官能團，通過生物炭與可溶性鹽離子之間的磷酸鹽沉淀可明顯降低土壤電導率和鹽度，降低土壤pH值和堿度，并通過提高土壤有機碳含量、陽離子交換能力、土壤養(yǎng)分（如N、P、K）和土壤酶活性來提高土壤質量和肥力。生物炭中的礦物質和微量元素可能會影響土壤中的微生物種類、數(shù)量和活性，并且生物炭還可以作為一種新型材料負載微生物應用于農業(yè)環(huán)境中[34，40]。綜上，生物炭具有良好的吸附性能和保水保肥性，可以增加土壤孔隙度，改善土壤結構，提高土壤通氣性和水分保持能力，減少土壤侵蝕和水土流失，提高土壤肥力。此外，生物炭還可以促進土壤微生物群落的多樣性和活性，有利于土壤生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。在農業(yè)生產中，應用生物炭可以有效提高土壤肥力，減少化肥施用量，降低環(huán)境污染。

2.2 吸附土壤重金屬和有機物污染物

土壤中的重金屬、有機物污染物進入生態(tài)環(huán)境中，尤其進入土壤中可能會造成土壤和地下水資源受到污染，甚至可能會進入食物鏈，影響人體健康。生物炭及其復合材料作為一種多用途的土壤修復，材料在近些年受到了廣泛關注和研究。Cao等[41]研究了石榴皮生產的生物炭對含有Cu2+的土壤的修復作用，與原始土壤（14.99 mg/g）相比，生物炭改性后的土壤的吸附容量（29.85 mg/g）明顯提高，表明生物炭改性的土壤具有較好的協(xié)同吸附能力。Kayiranga等[42]開展了柚子園土壤施加5%竹子生物炭試驗，一年后有效吸附了土壤中的鈦（Ti）元素。Gao等[43]將腐殖酸鈉用木醋液酸化后負載到生物炭上，成功制備了改性生物炭即生物炭—腐殖酸材料，土壤中的鎳［Ni（II）］離子通過物理化學吸附、靜電相互作用、離子交換和協(xié)同作用被固定在生物炭上，并且木醋液通過引入更多的活性位點促進Ni（II）離子與生物炭更好地結合，從而增加了Ni（II）離子在改性生物炭上的吸附量。Li等[44]對比了小麥秸稈生物炭、牛糞生物炭和幾種大分子有機質（纖維素、膠原蛋白、木質素和腐殖酸）對土壤中的類固醇雌激素殘留物17β-雌二醇的吸附能力，結果表明，這幾種物質對17β-雌二醇的吸附能力由強到弱的順序為小麥秸稈生物炭>牛糞生物炭>腐殖酸>木質素>膠原蛋白>纖維素，究其原因可能是生物炭和大分子有機質的結構不同，吸附劑的芳香度越高、疏水性越強、極性越低，對17β-雌二醇的吸附容量越大。Wang等[45]使用碳酸氫鉀作為致孔劑，通過熱解法從生物廢料中制備出一種新型多孔生物炭，用于去除污染土壤中的苯并芘，表現(xiàn)出良好的吸附性。生物炭及改性生物炭在吸附污染物中的應用如表1所示。

2.3 提供營養(yǎng)元素，促進植株生長

生物炭施入土壤后，其含有的有機質和微量元素會釋放到土壤中被植株吸收利用，對植株的生長發(fā)育產生一定積極影響。Sipayung等[46]在茶園中施用生物炭后，增加了茶樹茶葉的產量，生物炭的應用使弱生長區(qū)和正常生長區(qū)的茶葉增產了230%和130%。Calcan等[47]以葡萄藤蔓生物炭作為改良劑施加在強酸性土壤中，施加生物炭的處理組番茄株高、葉片數(shù)和植株直徑比其他處理組高出50%以上，根系體積高出210%以上。Cong等[48]研究了新施用的生物炭和老化7年的生物炭對玉米生長生理的影響，結果表明，兩種生物炭均提高了玉米的株高、生物量和產量，玉米葉片SPAD值、可溶性糖和可溶性蛋白含量也相應升高，而與植株抗逆性相關的丙二醛、脯氨酸、過氧化氫酶、過氧化物酶和超氧化物歧化酶等呈下降趨勢。同時，研究表明，一次性過量施用生物炭會抑制玉米的生長，但在一定的時間內，這種抑制趨勢會轉變?yōu)榇龠M趨勢。Wang等[49]研究發(fā)現(xiàn)，施用過量的生物炭在一定程度上不利于菠菜的生長，并且相較于普通生物炭，酸改性的生物炭在促進菠菜生長上表現(xiàn)出更大的潛力。

3 結論與展望

影響生物炭吸附效果的因素主要包括原料種類、熱解溫度、熱解時間、pH值和改性方法等。由于影響因素較多，調控和優(yōu)化生物炭的吸附能力是一項復雜的工作。例如，同種原材料在不同溫度下熱解，熱解時間的不同可能會對其吸附效果產生較大的影響；在面對不同的污染物時，同種生物炭的吸附性能可能也存在差異。因此，關于生物炭吸附性能的有待深入探討，對于生物炭在實際應用中的效率、成本及對環(huán)境的影響等有待進一步研究。

在土壤應用方面，生物炭擁有廣泛的應用前景。一是生物炭可以改善土壤的理化性質，提高土壤的保水保肥能力，增強土壤的固碳能力，有利于土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展；二是生物炭可以吸附土壤中的重金屬、有機物污染物等有害物質，減少其對作物生長的影響，從而提高農作物的產量和質量；三是生物炭可以作為土壤改良劑與肥料一同施用，實現(xiàn)多效結合，提高土壤肥力和作物產量。實踐中，生物炭在土壤中的應用也存在一定的風險，對于生物炭的施用劑量、老化生物炭回收、使用成本以及對環(huán)境是否會造成不利的影響等需要持續(xù)關注、監(jiān)測和探討。

綜上，本文綜述了影響生物炭吸附性能的因素，以及生物炭在土壤改良中的應用。生物炭作為一種較為環(huán)保、可持續(xù)性的材料，具有優(yōu)良的吸附性能和土壤改良效果，在環(huán)境保護、農業(yè)生產等領域都有著廣闊的應用前景。未來，隨著相關技術的不斷發(fā)展和完善，生物炭在各個領域的應用將會越來越廣泛，并為促進可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。

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（責編：何 艷）