基于柠檬酸活化与镧修饰的高钙粉煤灰钙-碳协同作用：盐碱地改良新策略

本研究针对盐碱胁迫与有机碳缺乏双重制约农业可持续发展的难题，创新性地开发了柠檬酸活化协同镧修饰的高钙粉煤灰(CFA)土壤改良剂。通过系统优化反应参数(0.5 mol·L-1柠檬酸浓度、15 mL·g-1液固比)，成功将CFA有机碳含量提升至15.84 g·kg-1(提升2.3倍)，并证实La3+可稳定Ca-C配位网络。盆栽试验显示10 wt%镧共修饰CFA使土壤pH降低1.01单位，可溶性盐减少17.25%，同时显著提升土壤有机碳库(SOC)及活性有机碳(AOC)含量。该研究为工业固废资源化与盐渍土协同修复提供了创新解决方案。

　　

内蒙古科技大学矿业与煤炭学院的研究团队在《Environmental Technology》发表了一项突破性研究，直击全球近9亿公顷盐碱地扩张与土壤碳库衰退的双重生态危机。这项研究巧妙地将每年6.8亿吨的工业固废粉煤灰转化为"生态修复材料"，通过化学活化与稀土修饰的"双轮驱动"，实现了"废渣变沃土"的绿色转化。

研究采用响应面法优化柠檬酸活化参数，结合FTIR、XRD、SEM-EDS和矿物解离分析(MLA)等多维表征技术，系统解析了钙-碳转化机制。盆栽试验以内蒙古巴彦淖尔市盐碱土(初始pH 9.2，盐分6.61 g·kg^-1)为对象，设置8种处理方案评估改良效果。

研究结果显示：

1. 有机碳提取优化：在0.5 mol·L^-1柠檬酸、40℃条件下，高钙粉煤灰总有机碳(TOC)提升至15.84 g·kg^-1，XRD证实钙 citrate 复合物特征峰形成。

2. 微观机制解析：La³⁺通过形成La-O-Ca配位结构(FTIR显示1539 cm^-1新峰)，抑制Ca²⁺再结晶，MLA分析显示方解石含量从12.64%降至6.14%。

3. 土壤改良效应：10%镧共修饰粉煤灰(LaCAFA)处理使土壤pH降低11.56%，可溶性盐(SSC)下降17.25%，同时微生物量碳(MBC)激增1.36倍至276.76 mg·kg^-1。

该研究创新性地构建了"工业固废-有机活化-稀土稳定"的技术链条，其重要意义在于：

1. 开辟了粉煤灰"钙-碳共转"新途径，突破传统改良剂单一降盐或固碳的局限；

2. 镧修饰策略为稀土元素在环境修复中的应用提供新思路；

3. 建立的"参数-结构-功能"关联模型，为设计多功能土壤改良材料提供理论框架。研究结果对实现"双碳"目标下的固废资源化与土地修复具有双重示范价值，相关技术已在内蒙盐碱区开展田间验证。未来需进一步考察长期施用下镧的生态安全性与碳库稳定性。