我国作为农业大国，每年产生大量的农林废弃物，其主要来源为农业生产与加工过程中产生的副产品，如秸秆、木屑、枯枝，灌木枝等。农林废弃物具有产量大、种类多，环境容纳的压力较大等特点。目前，除少部分农林废弃物得到再利用外，大多被焚烧或填埋。焚烧或者填埋导致农林废弃物中所含有机质被矿化，并向环境中释放出大量二氧化碳，造成了温室气体排放和生态系统破坏。与此同时，农林废弃物是一种生物质资源，焚烧或填埋也造成了巨大的资源浪费。在我国“碳达峰”、“碳中和”的背景下，如何将农林废弃物快速消减，并实现碳稳定化和资源化利用双重目标，是目前亟待解决的问题之一。近年来，利用农林废弃物合成生物炭的相关研究引起学者的广泛关注。将农林废弃物转化为生物炭并应用于环境污染治理领域，既可快速消除农林废弃物，又可以实现农林废弃物的资源化利用，是一种良好的解决农林废弃物碳排放和资源化利用问题的有效途径之一。基于此，本研究筛选了农业生产活动中大量存在的两种典型木质纤维素类农林废弃物（桑枝只和肉桂枝）。利用热解技术制备出了富磷生物炭，并对富磷生物炭对重金属和有机污染物的吸附机制进行了系统性研究。结果表明：在350℃、450℃、550℃和650℃温度条件下，桑枝废弃物和肉桂枝枝废弃物可成功合成生物炭。通过一系列的物理化学表征技术，结果显示不同来源的木质纤维素农林废弃物，其生物炭的物理化学特性不同。特别是灰分和含磷量具有显著不同。进一步测试显示，桑枝生物炭含磷量几乎是肉桂枝生物炭的10倍。同时，桑枝生物炭在任何温度条件下呈现为碱性生物炭，而桑枝生物炭在450℃和550℃条件下呈现为酸性生物炭。为进一步评估富磷生物炭的资源化利用前景，我们对桑枝富麟生物炭对重金属(Cd)和除草剂(阿特拉津)的吸附机制展开了研究。结果发现富磷生物炭对于Cd吸附主要是通过磷酸盐的络合作用来完成了（如图1所示），而富磷生物炭对于阿特拉津的吸附，主要是通过范德华力的作用完成。最后，我们总结了富磷生物炭对于重金属和阿特拉津吸附机制（如图2所示）。本研究筛选了两种典型的农林废弃物（桑枝废弃物和肉桂枝废弃物）制备出了富磷生物炭，并对比研究了富磷生物炭对重金属和有机污染物的吸附机制的不同。系统性揭示出不同植物源农林废弃物生物炭的特性存在较大差异的现象，同时为植物源农林废弃物的碳固定和资资源化利用提供了新的思路。
本研究以“Characterization of biochars from woody agricultural wastes and sorption behavior comparison of cadmium and atrazine”为题在线发表于生物炭研究领域国际权威期刊Biochar。此项工作主要由广东省农业科学院农业资源与环境研究所环境化学团队完成，第一作者为该团队李翔副研究员，广东省农科院资环所刘忠珍和中国农业科学院李兆君为共同通讯作者，中国科学院广州地球化学研究所梁晓亮研究员也参与了该研究工作。本研究得到国家自然科学基金青年基金（41807454, 41571313），广东省农科院新兴团队项目（202120TD）等项目资助。https://link.springer.com/article/10.1007/s42773-022-00132-7
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