农林废弃物的资源化利用是治理农业面源污染、节约生物质资源、节能减排、保护生态环境、实现碳达峰碳中和目标、社会经济可持续发展的重要内容。为了推进农林废弃物的资源化利用，团队成员以农林废弃物资源化利用为核心，旨在为相关研究领域提供一定有效的研究方向与结果。
图1 小分队合照
2023年7月5日，资环学院紫金山“点石成金”小分队前往南京紫金山风景区，围绕“资源变废为宝，科技践行未来”这一主题开展暑期社会实践活动。通过捡拾农林废弃物，将其晾晒、改性，并与重金属和有机污染物进行反应，探究作用效果，再将研究结果进行对外科普讲解、宣传，推动本次志愿活动的志愿性和专业性有机统一。小队成员在紫金山风景区经行农林废弃物的捡拾过程中，收集到了玉米棒、橘皮、椰壳、树皮、废弃菌类等农林废弃物，由于实践期间天气湿润，因此，后续需要在资环楼温室周围进行5~6天的曝晒，使其干燥。
经历过前期农林废弃物的捡拾、清洗、烘干、破碎、焙烧、碱浸、超声波混合，成功将六类农林废弃物转变成生物炭碱溶液。
图2 焙烧生物炭
7月7日至7月15日，团队成员开始了实验之旅。为了将碱中和，小分队先将含有高浓度碱液的生物炭浊液进行抽滤，用pH试纸测定大概酸碱度，之后稀释高浓度盐酸25 ml于500 ml容量瓶中，配合pH计，滴定调节至pH 7.0±0.1范围内，再进行多次抽滤，得到初步中和的生物炭。由于其仍然含有较多水分，队员们将烧杯上方封盖保鲜膜并分散戳孔，置于实验室烘箱内进行烘干，间隔两小时称量一次质量，当其达到恒重后取出，得到生物炭。
在抽滤和烘干期间，小分队配制铬（Ⅵ）溶液、中性红溶液、二甲酚橙溶液并进行多梯度稀释，再取每个梯度的溶液20 ml于离心管中，待生物炭烘干后，冷却至室温，每份取0.025 g炭进行等温吸附预实验。为了找到吸附平衡时间，需要每隔20分钟测一次吸光度，达到恒定值后，以此为标准控制吸附时长。为了得到更加有信度的数据，小分队选择每种污染物做10个梯度，并做三组平行实验。与此同时，小分队使用紫外分光计测量每种污染物特征波长处的吸光度，计算平衡吸附量，之后通过Origin 软件拟合数据，得到平衡吸附量-污染物浓度与去除率-污染物浓度变化曲线。
后续操作需要根据预实验数据拟合的曲线来调整稀释梯度，从而使得曲线变化较为明显可观。
图4 配制不同浓度梯度污染物溶液进行吸附预实验
随着全球气候变化加剧，各国都希望能够找到一种快速、高效的方法实现碳中和，缓解温室效应，而生物炭则是一种相对简易的方式。本团队此次实践活动针对紫金山农林废弃物进行处理及分析，希望通过实验能够找到有效去除常见污染物的生物炭，从而实现农林废弃物的资源化利用。
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