生物炭的生态风险和健康风险?

　　减排固碳的原因是调节气候，缓解全球变暖。由于人们焚烧化石燃料，如石油、煤炭等，或砍伐森林并将其焚烧时会产生大量的二氧化碳，温室效应不断积累，导致地气系统吸收与发射的能量不平衡，能量不断在地气系统累积，从而导致温度上升，造成全球气候变暖。全球变暖会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，不仅危害自然生态系统的平衡，还影响人类健康，甚至威胁人类的生存。

生物炭的生态风险和健康风险

　　首先，生物炭的合成原料中可能存在重金属等污染物，在生物炭的制备过程中，这些污染物会富集在生物炭中。

　　其次，生物炭的制备过程中还会生成多种污染物，包括多环芳烃、二恶英等有机污染物，也包括环境持久性自由基等新型污染物。这些污染物会在生物炭的生产使用过程中进入自然环境，可能会危害环境健康。

　　第三，生物炭施用过程中还会与自然界中的污染物相互作用，造成一定的潜在危害。

　　最后，本文还详细阐述了生物炭生产和使用过程中可能造成的生态风险和健康风险：

　　随着生物炭进入土壤和水生生态系统的重金属、多环芳烃和环境持久性自由基等污染物可能会对土壤和水生生物造成一定的危害。这些污染物可能会降低土壤微生物的丰度，抑制藻类生长，种子发芽，植物根系生长，降低农作物产量，甚至造成植物死亡等。

　　添加大量的生物炭还可能会导致土壤pH升高、高浓度铵化或者过度盐碱化，也可以造成蚯蚓体重下降甚至死亡。

　　生物炭中的污染物还可能会通过呼吸吸入、皮肤接触和饮食暴露等途径进入从事生产和运输生物炭的人体中，从而增加癌症的发病率。

　　本论文旨在探究生物炭安全有效综合利用的同时，为全面评估生物炭的应用与环境效应评估提供更加有效的环境健康评估信息，为规避潜在的环境风险提供系统的理论基础，并为其安全有效综合利用提供科学参考。

生物炭特性及对土壤碳矿化的影响

　　将秸秆等废弃生物质制成生物炭，可减少因燃烧、废弃等措施导致碳的损失及温室气体的排放。生物炭中的碳元素含量极高，一般大于60%，且其主要以高度稳定的芳香环不规则叠层堆积存在。由于生物炭含有大量碳，且其本身的性质如低可溶性、高熔沸点、强稳定性，生物炭施用于农田后抗物理、化学及生物分解能力强，可在自然环境中稳定存在数千年，表现出固碳减排。其丰富的孔隙结构与较大的比表面积可以改善土壤持水性，降低土壤容重。

　　施加生物炭可有效促进土壤团聚体的生成并增强其稳定性，有利于农田土壤碳固持。农田耕地土壤中有机碳的固存受植株残体输入与土壤微生物碳矿化之间的平衡控制。有学者认为，由于其吸附和生化行为，向土壤中添加生物炭可抑制土壤有机碳的矿化。添加生物炭不仅增加了土壤中有机碳含量，且可通过激发效应影响原土有机碳的矿化。Kan等在冬小麦—夏玉米轮作体系中添加生物炭，研究发现，添加生物炭可将年平均SOC封存率提高31.8%～47.8%，中低添加量[1.8～3.6 Mg/(hm2·年)]的生物炭最有利于华北平原土壤固碳。

　　高效综合利用生物炭技术实现农林碳封存除农作物秸秆外，现在用农林废弃物等生物质例如果园中剪下的枝条、森林里落下的枯枝败叶、城市中的固体垃圾，餐厨垃圾等，只要是生物质废弃物，都可以烧制成生物炭。从环境角度看，生物炭是消减污染的一条有效的途径。同时它也可以把生物质废弃物很好地综合利用起来，符合低碳、绿色、高效、循环和可持续的高质量发展理念。 目前，生物炭研究已迈向双碳目标，尤其是农林业碳汇。为了实现碳中和，除了工业减排等，还可以把农林废弃物等所有生物质做成生物炭后回归到土壤中去。这是一种很好的农林业碳汇方式。它不但可以实现碳封存，可以消减环境污染，还可以还田改土，实现耕地的可持续发展。

　　在当前双碳目标下，陈温福认为，最佳农林碳汇途径就是“变炭为碳，冷净地球”。农林碳封存最好的方式就是高效综合利用生物炭技术。生物炭含有大量的碳元素，而且稳定性很好，在土壤中可以存在成百上千年。因此，把生物炭施入土壤本身就是碳封存的过程。生物炭技术将固碳减排、消减环境污染和废弃生物质资源循环再利用放在一起同时进行。

　　2019年，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)将生物炭部分纳入《IPCC2006年国家温室气体清单指南2019修订版》。这应该标志着生物炭技术已被正式认定为有效的固碳减排技术，从另一个角度讲，也为生物炭生态效益转化为经济效益提供了一个契机。

　　但是，从固碳减排的角度看，目前能够成功地将生态效益转化为经济效益的例子还很少。陈温福指出，目前生物炭相关企业干着固碳减排的事，却拿不到固碳减排的钱，这在很大程度上限制了产业的发展。IPCC将生物炭纳入指南，意味着国际上的认可，将有助于促进制定更全面的生物炭固碳减排计量方法学，为生物炭参与碳交易铺平道路。