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生物炭老化后理化性质及微观结构的表征

环境化学 2017年第10期36卷 2107-2114页

作者：林庆毅姜存仓张梦阳华中农业大学微量元素研究中心/农业部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

在长期降水淋洗或温室效应产生酸雨等环境影响下,施入土壤中的生物质炭会随时间的推移而逐渐发生老化作用,而其老化后理化性质及结构等如何改变是广受关注的新问题.本文通过水洗和酸化两种方法对花生壳生物炭进行模拟老化试验,并利用元... 详细信息

在长期降水淋洗或温室效应产生酸雨等环境影响下,施入土壤中的生物质炭会随时间的推移而逐渐发生老化作用,而其老化后理化性质及结构等如何改变是广受关注的新问题.本文通过水洗和酸化两种方法对花生壳生物炭进行模拟老化试验,并利用元素分析仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射光谱(XRD)和傅立叶红外光谱分析仪(FTIR)研究生物炭老化前后的理化性质及结构差异.结果表明:(1)生物炭经老化处理后p H值均下降,且酸化生物炭(acidulated biochar,AB)比水洗生物炭(washing biochar,WB)的下降程度大;另外,WB的O/C和(O+N)/C分别下降了8.89%和10.42%,而AB的O/C和(O+N)/C却升高了11.11%和14.58%,表明生物炭老化后其亲水性和极性发生改变;且WB和AB的碱性元素总量分别比原生物炭(primary biochar,PB)下降了26.53%和88.78%,说明生物炭老化后有较多的碱性元素被释放.(2)与原生物炭相比,生物炭水洗老化后表面较平整且微孔结构保持完好,而酸化老化后表面较粗糙、微孔结构严重破坏.(3)生物炭老化后,其表面Al_2SiO_5和SiO_2晶体的含量均明显下降;与PB相比,WB新增加了1166 cm^(-1)和1082 cm^(-1)特征峰2个;而AB新出现了1705 cm^(-1)、1622 cm^(-1)和1546 cm^(-1)特征峰3个,并减少了466 cm^(-1)这个振动峰,且其他特征峰的吸光度较原生物炭整体降低,说明生物炭在老化过程中其含氧官能团增加,而其它官能团数量和其表面的晶体含量都有所减少.因此,生物炭在一定环境作用下,其老化过程中一些元素释放而含量减少,且导致物质结构的破坏.

关键词：老化生物炭理化性质扫描电镜 X射线衍射光谱傅立叶红外光谱

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老化生物炭对红壤铝形态影响的潜在机制

生态环境学报 2018年第3期27卷 491-497页

作者：林庆毅张梦阳张林夏浩姜存仓华中农业大学微量元素研究中心//农业部长江中下游耕地保育重点实验室湖北武汉430070

生物炭能降低酸性红壤活性铝含量,而经过长期降雨淋洗或酸雨等环境作用发生老化后,生物炭将如何改变土壤铝形态进而影响缓解铝毒的能力?为评估生物炭缓解铝毒潜力提供重要依据,本研究采用水洗和酸化的方法加速花生壳生物炭老化,将原生... 详细信息

生物炭能降低酸性红壤活性铝含量,而经过长期降雨淋洗或酸雨等环境作用发生老化后,生物炭将如何改变土壤铝形态进而影响缓解铝毒的能力?为评估生物炭缓解铝毒潜力提供重要依据,本研究采用水洗和酸化的方法加速花生壳生物炭老化,将原生物炭、水洗老化生物炭和酸化老化生物炭与酸性红壤进行充分混合,设置CK(0%生物炭)、PB(施2%原生物炭)、WB(施2%水洗生物炭)和AB(施2%酸化生物炭)共4个处理进行装盆熟化培养,每个处理4个重复,探究老化生物炭对红壤铝形态影响的潜在机制。结果表明,与CK相比,老化生物炭可增加土壤速效钾和有机质的含量;PB和WB处理红壤p H分别上升了0.17和0.16个单位,而AB处理红壤p H却降低0.44个单位;PB和WB处理红壤交换性酸总量分别下降70.08%和34.84%,而AB处理红壤交换性酸总量却升高18.24%,说明老化生物炭不能有效降低土壤中活性酸和潜在酸的含量,酸化老化生物炭甚至会加剧土壤的酸化。此外,与CK相比,PB和WB处理红壤中腐殖酸铝、胶体铝离子和单聚体羟基铝离子含量分别增加了8.59%和2.87%、20.17%和14.46%、101.65%和32.92%,交换性Al^(3+)含量却分别降低了81.87%和49.15%,而AB处理中交换性Al^(3+)和胶体铝离子含量分别升高了17.98%和20.67%,而腐殖酸铝和单聚体羟基铝离子的含量却降低了40.69%、49.79%,表明水洗老化生物炭仍可使具有生物毒害性的Al^(3+)含量下降,而酸化老化生物炭会增加Al^(3+)的含量。进一步研究表明,生物炭老化前后,不同形态的铝会发生转化关系,土壤中各形态铝比例发生变化,但是腐殖酸铝和胶体态铝Al(OH)_3~0仍然是活性铝的主要赋存形态。因此,生物炭在老化后,仍然具备提高土壤养分的潜力,但是其对土壤酸度和铝毒的缓解能力却显著下降,甚至会加剧土壤酸化和铝毒害。

关键词：老化生物炭红壤潜在酸铝毒活性铝

生物炭对铝富集酸性土壤的毒性缓解效应及潜在机制

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中国农业科学 2016年第23期49卷 4576-4583页

作者：应介官林庆毅张梦阳黄毅彭抒昂姜存仓华中农业大学资源与环境学院华中农业大学园艺与林学学院荆州技师学院

【目的】红壤铝毒是土壤改良持续关注的问题之一。生物炭因其自身的理化和生物学特性,为探索解决该难题提供了新的思路和途径。论文通过在红壤中添加外源铝并种植作物,研究生物炭对铝富集土壤铝毒的缓解效应及潜在机制。【方法】选用酸... 详细信息

【目的】红壤铝毒是土壤改良持续关注的问题之一。生物炭因其自身的理化和生物学特性,为探索解决该难题提供了新的思路和途径。论文通过在红壤中添加外源铝并种植作物,研究生物炭对铝富集土壤铝毒的缓解效应及潜在机制。【方法】选用酸性红壤做盆栽试验,种植小白菜,添加花生壳生物炭和外源铝,设置CK(0C+0Al)、C(2%C)、Al(1 mmol·L~()Al)、C+Al(2%C+1 mmol·L~()Al)4个处理,分析生物炭对铝富集红壤不同活性铝及作物生长的影响。【结果】铝毒会显著抑制小白菜的出苗,且加重红壤小白菜生长受抑制的情况,降低小白菜的生物量,同时,铝毒会显著提高小白菜铝含量。而施用生物炭能缓解铝毒对小白菜的抑制影响,显著改善小白菜的生长状况,降低小白菜铝含量,C+Al处理小白菜铝含量较Al处理降低89.4%。铝毒会显著降低红壤的pH,Al处理红壤pH较CK处理降低了0.36个单位,而施用生物炭能显著提高土壤pH,C+Al处理土壤pH较Al处理上升0.62个单位。Al处理较CK处理土壤活性铝含量上升276.4μg·g,远大于添加量(27μg·g),而施用生物炭能显著降低土壤活性铝含量,C+Al处理较Al处理下降14.9%。此外,Al处理交换性Al含量较CK处理上升23.1%,施用生物炭后,C+Al处理交换性Al含量较Al处理下降46.5%。CK与Al处理土壤活性铝形态主要以具有生物毒害性的交换性Al为主,C与C+Al处理土壤活性铝形态主要以单聚体羟基铝离子、胶体Al(OH)30为主。【结论】添加外源铝降低了土壤pH,加重铝的毒害,抑制作物的生长发育。此外,外源铝的添加对红壤中活性铝有较强的激发效应,使得交换性Al含量显著升高。然而,生物炭能显著提高酸性土壤pH,且改变不同活性铝的含量,但其对4种不同形态活性铝的效应有较大差异,其主要通过降低具有生物毒性的Al含量来缓解铝毒,从而改善作物生长状况。

关键词：生物炭红壤铝毒活性铝小白菜

生物炭对红壤中不同铝形态及小白菜生长的影响

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沈阳农业大学学报 2017年第4期48卷 445-450页

作者：林庆毅应介官张梦阳彭抒昂姜存仓华中农业大学资源与环境学院武汉430070 华中农业大学园艺与林学学院武汉430070

红壤是我国南方典型的酸性土壤,具有pH值低,活性铝含量高等特点。生物炭作为新型土壤改良剂,对提高土壤肥力与pH,缓解铝毒具有明显的效果。为了研究生物炭对红壤铝形态及小白菜生长的影响,采用盆栽试验,并设置0%C(CK),1%C,2%C和3%C共4... 详细信息

红壤是我国南方典型的酸性土壤,具有pH值低,活性铝含量高等特点。生物炭作为新型土壤改良剂,对提高土壤肥力与pH,缓解铝毒具有明显的效果。为了研究生物炭对红壤铝形态及小白菜生长的影响,采用盆栽试验,并设置0%C(CK),1%C,2%C和3%C共4个处理,每个处理4次重复,进行土培种植小白菜。结果表明:施用生物炭会显著提高小白菜的出苗率,且生物炭处理的小白菜出苗率较CK处理提高10.8%~25.0%。另外,施用生物炭显著改善了小白菜的生长状况,提高了小白菜的生物量,且小白菜铝含量降低68.3%~82.2%。此外,施用生物炭后,土壤pH值、速效磷、速效钾和有机碳量显著提高,其中土壤pH值提高0.35~0.79个单位,而碱解氮含量却显著降低。添加生物炭能使土壤活性铝总量显著下降,且较CK下降16.9%~41.7%,而具有生物毒害的交换性Al^(3+)较CK处理降低37.4%~75.5%,施用生物炭越多,降低效果越明显。然而,不是所有形态的铝含量都下降,各形态铝之间存在转化关系,Al(OH)_2^+,Al(OH)^(2+)与胶体Al(OH)_3~0均有不同程度的上升。说明施用生物炭可以提高土壤pH值,改善肥力,降低活性铝含量,促使具有生物毒害的交换性Al^(3+)向其他形态铝转化,从而缓解铝毒效果,并且在一定范围内,效果随生物炭用量增加而增大。

关键词：生物炭红壤铝毒活性铝小白菜

生物炭对不同土壤改良及生态效应影响的研究进展

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中国农学通报 2019年第15期35卷 54-58页

作者：张林林庆毅张梦阳夏浩姜存仓华中农业大学微量元素研究中心/农业部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070 浙江省农业技术推广中心杭州310020

本研究主要从生物炭特性以及其对不同土壤改良、作物生长发育、生态环境修复、温室气体减排等方面的功能进行综述,以期对生物炭在农业生产和生态环境保护等方面提供参考。为了研究生物炭对不同土壤改良及生态效应的影响,综述了国内外201... 详细信息

本研究主要从生物炭特性以及其对不同土壤改良、作物生长发育、生态环境修复、温室气体减排等方面的功能进行综述,以期对生物炭在农业生产和生态环境保护等方面提供参考。为了研究生物炭对不同土壤改良及生态效应的影响,综述了国内外2017年以前的研究。发现生物炭作为土壤改良剂、肥料缓释载体以及新型环境功能材料等,其越来越成为农业与环境科学等领域的研究热点。然而,生物炭研究基本还处在理论和机制的探讨阶段,在田间应用与推广方面刚刚起步,今后还需科技工作者的进一步探索,文章最后阐述了未来对该领域研究的一些观点。

关键词：生物炭土壤改良环境效应土壤污染物温室

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一种地震勘探用数码电子雷管引火药的研究

爆破器材 2025年第1期54卷 46-49页

作者：段林庆山西壶化集团股份有限公司山西长治046000

研发了一种用于地震勘探的数码电子雷管引火药。该引火药由2种药剂以及各种添加剂通过掺杂工艺优化配比、鼓混而成,在发火电阻的弱能量刺激下能够快速、可靠地点燃,从而使另一种药剂快速反应形成爆轰,实现雷管作用时间的微秒级延期。结... 详细信息

研发了一种用于地震勘探的数码电子雷管引火药。该引火药由2种药剂以及各种添加剂通过掺杂工艺优化配比、鼓混而成,在发火电阻的弱能量刺激下能够快速、可靠地点燃,从而使另一种药剂快速反应形成爆轰,实现雷管作用时间的微秒级延期。结果表明:采用掺杂工艺,通过优化鼓混时间和增加消泡剂的质量,制得了引火药剂,并装配成雷管,起爆后测得雷管作用时间可满足最大延时≤250μs、极差≤80μs的要求。

关键词：地震勘探引火药剂掺杂工艺微秒级延期

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基于路段动静态嵌入两阶段特征学习的关键路段识别方法

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地球信息科学学报 2025年第1期27卷 167-180页

作者：吴炜毅吴升福州大学数字中国研究院(福建) 福州350003

【目的】关键路段的准确识别对于全路网的交通管理具有重要意义。目前对于关键路段的识别已取得了丰富的成果,但在大规模路网(如城市级别)中,现有方法往往无法识别出交通流量较小的局部区域内的相对关键路段。【方法】为弥补上述不足,... 详细信息

【目的】关键路段的准确识别对于全路网的交通管理具有重要意义。目前对于关键路段的识别已取得了丰富的成果,但在大规模路网(如城市级别)中,现有方法往往无法识别出交通流量较小的局部区域内的相对关键路段。【方法】为弥补上述不足,本研究提出了一种基于路段动静态嵌入的两阶段特征学习方法来识别大规模路网中的关键路段。具体步骤如下:首先,使用手机定位数据提取出行路线并构建交通语料库。接着,进行两阶段特征学习:①提取各路段静态嵌入并聚类,得到初始聚类中心;②提取各路段动态嵌入矩阵并进行注意力池化,再对池化后得到的特征向量进行可微分聚类,并计算相关损失函数。当损失值收敛后,得到各路段融合特征,对其进一步聚类得到的聚类中心即为关键路段。【结果】最后,使用福州市三环内区域的手机定位数据构建交通语料库,并以该区域内路网为例,进行关键路段的识别实验和对比分析。结果表明本文方法能有效识别出大规模路网中的关键路段,且能识别出局部区域中的相对关键路段。【结论】同时,本文方法相较于其他方法在各评价指标上的整体表现更佳,说明其识别的关键路段更为合理。

关键词：关键路段识别手机定位数据交通语料库注意力池化可微分聚类福州市

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“换药”：华北解放区中共军队战伤救治中的技术与人文

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开放时代 2025年第02期 95-112+8页

作者：慕君毅山东大学历史学院

战伤救治是高度依赖外科技术的医疗行为，其中“换药”扮演着关键角色。土地革命时期与全面抗战时期，中共军队主要采用“多换为好”的技术理念救治伤员。尽管频繁换药给伤员带来较大痛苦，但救治期间医务人员的关心、陪伴使得医患关系... 详细信息

战伤救治是高度依赖外科技术的医疗行为，其中“换药”扮演着关键角色。土地革命时期与全面抗战时期，中共军队主要采用“多换为好”的技术理念救治伤员。尽管频繁换药给伤员带来较大痛苦，但救治期间医务人员的关心、陪伴使得医患关系颇为和谐。解放战争时期，战争形态的转变使战伤救治亟需技术变革以提高救治效率。中共卫生部门在充分吸收苏联等国战伤外科经验的基础上，提出“创伤新疗法”，主张换药频率“少换为好”。出乎中共意料，医患双方对此极为抵触，技术背后的社会文化因素成为阻碍创伤新疗法推广的重要原因。通过耐心解释，疗效与人文并重，换药新技术得以推广，战伤救治效率得到提高。关于换药频率由多到少的技术调适及医患双方的认识转变，某种程度上揭示了中共军队战伤救治逐渐走向科学、高效的逻辑脉络。

关键词：华北解放区中共军队战伤救治换药创伤新疗法

基于二维光谱干涉的太赫兹时域光谱单次探测技术

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中国激光 2025年

作者：何文钊陈星宇林庆钢蔡懿曾选科徐世祥光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市微纳光子信息技术重点实验室深圳大学物理与光电工程学院中国计量大学光学与电子科技学院

单次太赫兹时域光谱探测技术可以对某些不可逆或低重复率事件的进行有效探测。本文通过结合二维光谱干涉和自参考共线光谱干涉方案提出了一种新型太赫兹时域光谱单次探测技术。该技术在此前的共线自参考光谱干涉方案基础上，对入射的探... 详细信息

单次太赫兹时域光谱探测技术可以对某些不可逆或低重复率事件的进行有效探测。本文通过结合二维光谱干涉和自参考共线光谱干涉方案提出了一种新型太赫兹时域光谱单次探测技术。该技术在此前的共线自参考光谱干涉方案基础上，对入射的探测光偏振方向及探测晶体角度进行优化，有效提升了探测的光学调制度。通过引入二维光谱干涉替代一维光谱干涉，增大了单次探测的信息容量，进而实现信噪比的提升。实验结果表明，二维光谱干涉的引入使得探测信噪比相比于共线自参考光谱干涉方案提高了近2.2倍，测得信噪比高达166.7:1。该技术能克服传统的电光取样的“过旋”问题，为单次或低重复频率的强太赫兹场及其应用提供了一种有效探测手段。

关键词：太赫兹时域光谱电光取样单次测量干涉光谱