近日，我院与荷兰瓦赫宁根大学合作办学项目（中荷项目）2016级博士生黄一帆以第一作者在《ACS可持续资源管理（ACS Sustainable Resource Management）》发表研究成果，提出了一种新颖的三位点非理想竞争吸附-杜南（three-site NICA-Donnan）表面络合模型。该模型在多表面模型框架下为建模和预测土壤或水体中生物炭与不同元素的相互作用奠定了理论基础。瓦赫宁根大学翁丽萍研究员是本文的通讯作者。该研究成果由农业农村部环境保护科研监测所农田有机污染生物消减创新团队联合荷兰瓦赫宁根大学、汕头大学合作完成。

生物炭是一种常用的土壤改良剂，但根据土壤条件的不同，施用前需要复杂、耗时且成本较高的实验室工作评估其使用方法和用量。因此需构建模型预测和计算生物炭对土壤元素生物有效性的影响，降低生物炭的使用成本。

该研究建立了一种适用于植物源生物炭的静电校正的表面络合模型，评估了通用参数，这些参数适用于复杂环境条件下的生物炭对质子亲和的模拟和预测，为深入探讨生物炭的吸附特性及其对水体和土壤环境的长期影响提供了依据。该模型提供了完整的有化学意义的参数化解释，是一种安全的建模方法。同时，该模型能够结合用户实际需求，通过实验获取专用参数，进一步提升模型的适用性和准确性。该研究填补了生物炭的静电校正表面络合模型的空白，为使用多表面模型框架建模预测生物炭与重金属和植物营养元素的相互作用奠定了理论基础，为生物炭材料在农田和水体中的应用决策提供了安全可靠的模型支持。

该研究获得了国家自然科学基金、国家留学基金等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acssusresmgt.3c00104

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