王冰玉,郭文珍,王筠皓,谢慧芳

(南京理工大学 1.环境与生物工程学院;2.化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室,江苏 南京 210094;3.南京大学 污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏 南京 210023)

黑碳(Black carbon,BC)是生物质和化石燃料在缺氧条件下不完全燃烧产生的一类异质富碳残留物,是一种具有高度芳香化结构的多孔碳材料[1]。研究报道,BC在土壤、沉积物和水环境中的存储量高达3 000～5 000亿t[2]。在天然土壤中,BC占土壤中总有机碳的质量分数高达9%,是土壤中吸附污染物的主要成分[3]。土壤中的BC,经风化、沉降、雨水及地表径流等环境作用,会随之迁移到河流、湖泊和海洋等水体环境中,成为沉积物中的主要成分。研究表明,BC具有较高的化学稳定性,受环境干扰影响较低,是一种相对惰性的物质。因此,BC普遍存在于土壤、海洋、大气等环境介质中,在全球碳循环和污染物环境归趋过程中起着至关重要的作用[4]。

研究报道了可溶性BC为BC的重要组成部分[5]。BC在环境中经浸润和表面冲刷等过程,其自身的可溶性BC组分很容易从BC中释放出来,进入土壤及水环境中。可溶性BC是海洋和淡水可溶性有机质的关键组分[2]。可溶性BC的主要成分为酚类、有机酸类、多环芳烃类等[6-8],具有较高的芳香特性、较小的芳香结构和丰富的表面含氧官能团[5]。研究表明,每年约有2.6×106t的木炭或BC衍生的可溶性BC被释放到水环境中[9]。研究发现,可溶性BC从BC固体组分中分离后,BC自身的基本性质(如元素组成等)会受到影响[10],同时BC的结构特性也会改变(如孔道体积增加)[11]。……