BIOCHAR | 生物炭促进稻田土壤干湿交替过程中铁循环及自由基产生
生物炭通过生物及非生物途径促进稻田土壤厌氧阶段活性Fe(II)组分的形成
热解温度影响生物炭得失电子能力，从而改变其介导稻田土壤Fe循环及•OH产生的能力
生物炭促进稻田土壤有氧阶段•OH的产生，影响微生物活性、促进污染物降解
图1. 添加3% (w/w) 300-700℃生物炭后，稻田土壤厌氧培养20天过程中（a）CaCl2-Fe(II)，(b) 0.5 M HCl-Fe(II)，（c）5 M HCl-Fe(II)，及（d）HF-Fe(II)含量变化。
在氧化过程中，PyC500促进了活性Fe(II)（如交换性和低结晶态Fe(II)）的氧化，从而促进稻田土壤•OH的产生，并进一步导致吡虫啉的降解和土壤微生物的失活。在有机质含量低的稻田土壤添加生物炭PyC500，能够明显加速干湿交替过程中Fe循环和ROS的产生，为有机污染物污染农田的修复策略提供了新的思路。
图2. 添加3% (w/w) 300-700℃生物炭对（a）长沙（CS）水稻土和（b）鹰潭（YT）稻田土产生•OH的影响；（c）添加还原态300-700℃生物炭对长沙稻田土产生•OH的影响；（d) 添加3% (w/w) 500℃生物炭对重庆（CQ）、河北（HB）和四川（SC）水稻土产生•OH的影响。
图3. 图形摘要
具有得失电子能力的生物炭促进稻田土壤厌氧条件下铁还原及有氧条件下铁氧化过程
活性Fe(II)物种氧化产生•OH导致微生物灭活及有机污染物的自然衰减
在低有机质土壤中，生物炭对铁循环及ROS产生的促进作用更显著
周东美
南京大学环境学院
教授、博士生导师，国家杰出青年基金获得者。长期从事土壤环境界面化学过程、生态风险评价及污染土壤修复等方面研究工作，已在Nat. Commun., Environ. Sci. Technol., Water Res. Appl. Catal. B: Environ., 等刊物上发表SCI论文460多篇，被引17000余次。
陈宁
南京大学环境学院
助理研究员。主要研究方向：土壤系统自由基产生过程及其环境效应。目前已在Environ. Sci. Technol., Water Res.等刊物上发表SCI论文30余篇，申请/授权发明专利3项，主持并参与国家级/省部级科研项目多项。
黄丹钰
南京大学环境学院
博士在读研究生。主要研究方向为稻田土壤系统自由基产生过程。目前以第一作者或共同作者在Environ. Sci. Nano., Sci. Total Environ.等刊物上发表SCI论文13篇。
https://doi.org/10.1007/s42773-023-00236-8