近日，我院环境与化学教研室张瑞杰教授课题组在黑碳的海洋沉积记录与燃烧历史示踪研究方面取得新进展，相关成果以Tracing Combustion Regime Shifts Through Char and Soot Black Carbon Records in Beibu Gulf Sediment Cores: Burial Flux Controls and Carbon Storage Assessment（北部湾沉积柱中焦炭与烟炱黑碳记录的燃烧方式转变示踪：埋藏通量控制与碳封存评估）为题，发表于环境学领域国际知名期刊Environmental Science & Technology（IF=12.2，自然指数期刊）。该论文由2023级海洋科学专业硕士研究生莫立伟和张瑞杰教授为论文共同第一作者，张瑞杰教授和自然资源部第四海洋研究所张丽副研究员共同为通讯作者，广西大学为第一完成单位。这是率先在北部湾边缘海系统开展焦炭黑碳（CBC）与烟炱黑碳（SBC）沉积记录对比研究的重要成果。
黑碳（BC）是生物质和化石燃料不完全燃烧的产物，海洋沉积物是其重要的长期碳汇。焦炭黑碳（CBC）主要源于低温生物质燃烧，烟炱黑碳（SBC）主要源于高温化石燃料燃烧，二者在来源、输运方式和环境行为上存在显著差异。本研究采用苯多羧酸（BPCA）法和化学热氧化（CTO-375）法，分析了北部湾半封闭海湾（茅尾海）、近岸工业区（企沙港）、开阔海湾（三娘湾）和湾中北部（NBG）四个沉积柱中的CBC和SBC。结果显示，CBC占总BC埋藏通量的52%–57%，是北部湾沉积物中黑碳埋藏的主体；SBC则对近岸工业区的化石燃料扩张响应更为敏感。百年尺度沉积记录表明，三娘湾沉积柱中CBC浓度始终高于SBC，反映了持续的生物质燃烧主导信号；而企沙港沉积柱中SBC自20世纪90年代以来逐渐成为黑碳变化的主要驱动因子，有效记录了区域从生物质燃烧向化石燃料燃烧的转型过程。研究还发现，黑碳埋藏通量的空间差异主要受沉积速率控制而非黑碳含量——湾中北部站点黑碳含量最高，但因沉积速率低，埋藏通量反而最低；过往仅基于SBC估算黑碳埋藏通量将低估实际值一半以上。该研究表明，CBC在北部湾沉积物中具有长期碳封存能力，生物质源黑碳的埋藏可实现大气CO2的净封存，而化石源黑碳的埋藏则代表化石碳向长期沉积储库的转移。本研究为理解边缘海黑碳的埋藏机制、燃烧历史重建以及碳汇评估提供了重要的理论基础。
该研究得到了广西自然科学基金、广西科技计划项目和国家自然科学基金的大力支持。
论文详细信息：
Mo, Liwei1; Zhang, Ruijie1*; Zhang, Li*; Guo, Jing; Wang, Jingyu; Ji, Zhehong; Wei, Pan; Ye, Quanfa; Wang, Yinghui; Yu, Kefu. Tracing Combustion Regime Shifts through Char and Soot Black Carbon Records in Beibu Gulf Sediment Cores: Burial Flux Controls and Carbon Storage Assessment. Environmental Science & Technology, 2026, 60 (38): 27226–27237
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.6c06586
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文字作者：莫立伟
图片来源：期刊论文
编辑：周剑、李艳丹
一审一校：周剑
二审二校：张瑞杰、刘旗扬
三审三校：余克服
