近日，我院2021级博士研究生刘欣雨作为第一作者，在土壤科学与环境科学领域的国际顶尖期刊《Biochar》上发表了题为“Does biochar field aging reduce the kinetic retention for weakly hydrophobic antibiotics in purple soil?”的原创性研究论文。该论文唯一通讯作者为我院青年教师何杨。
Biochar期刊为中科院1区Top期刊，最新影响因子13.1。在JCR分区中位于土壤科学类期刊第1位、环境科学类期刊第10位，是生物炭研究领域的国际权威期刊。该刊以其严苛的审稿标准和极低的年发文量（约90篇）而著称。
论文网页截图：
田间老化生物炭（FABC）对弱疏水性抗生素在土壤中的吸附与迁移机制尚不明确。本研究以紫色土中常见的磺胺嘧啶（SD）和氟苯尼考（FF）为目标污染物，对比分析了新鲜生物炭（FBC）、1年老化生物炭（ABC1）和5年老化生物炭（ABC5）的作用效果。通过吸附实验、土柱淋溶及Hydrus 1D模型模拟，探究了生物炭老化对抗生素迁移行为的影响。结果显示，生物炭老化后元素组成显著变化，碳元素含量减少，氧元素含量增加。ABC1因比表面积（SSA）增大和含氧官能团增多，显著提高了SD和FF在土壤中的滞留能力。尽管ABC5的SSA有所下降，但通过增强生物炭-土壤复合体的稳定性（表现为弥散度λ增加，水动力弥散系数D提高），仍能维持长期阻控效果。Hydrus 1D模型模拟显示，平衡吸附位点比例f随老化时间增加，老化过程影响了生物炭的吸附特性。本研究证实，1年老化生物炭对抗生素的阻控制效果最佳，而5年老化后则主要通过调控弥散作用维持阻控效能的长期稳定。这一发现为生物炭应用于土壤抗生素污染阻控提供了重要理论依据。
图文摘要
图1 新鲜生物炭（FBC）与老化生物炭（ABC）的表面形貌及元素组成分析，（a）能谱分析（EDS）；（b）扫描电镜（SEM）
图2 生物炭老化过程中吸附动力学参数（D, α, Kd, f）的拟合结果
主要结论：
（1）在紫色土中老化1年和5年后，生物炭中碳含量降低，氧含量显著增加，表面形成了更多含氧官能团；
（2）1年老化生物炭效果最优，其比表面积增大且f和α值提升，增强了弱疏水性抗生素的滞留能力；
（3）5年老化生物炭Kd值降低，但通过调控λ和D值，仍能保持对抗生素的有效阻滞效果；
（4）老化作用使生物炭阻控弱疏水性抗生素迁移的机制从吸附主导转向弥散调控。
该成果得到以下项目资助：四川省青年科学基金 2024NSFSC0837；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项 2024YSKY-05；生态环境部环境发展中心环境产业关键技术创新实验室开放基金 2024KFF-04；甘孜藏族自治州科技计划重点研发项目 24kjjh0005。
论文详细信息：Xinyu Liu, Yang He*, Jinghan Li, Jiahui Li, Jianqiang Zhang, Xiangyu Tang (2025) Does biochar field aging reduce the kinetic retention for weakly hydrophobic antibiotics in purple soil? Biochar 7, 69
论文链接：https://doi.org/10.1007/s42773-025-00460-4
