固体核磁共振波谱仪是表征碳、磷等关键表生环境元素微观形态的重要技术，是研究地表碳循环和磷循环的关键手段，为此表生地球化学教育部建设了 国内先进的固体核磁共振(solid-state NMR)实验平台，并在有机磷的矿物资 源化研究中取得重要进展。应用31P SP/MAS、31P{1H} CP/MAS和 31P{1H} HETCORNMR，对有机磷废弃物在不同热解温度下制备的biochar的固相P形态 进行了表征，同时采用粉末X射线衍射(PXRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、 固体13C和1H NMR等手段，分别对其主要结晶相、官能团和化学结构成分进 行了分析，并通过浸出/提取实验对其P活动性进行了评价。研究结果表明，有 机磷废弃物中的P主要为易溶的磷酸盐(Ortho)、植酸盐(Phytates)和羟基磷 灰石(Hap);热解温度在300°C以上时，植酸盐发生分解，同时伴随着羟基磷 灰石的形成;热解温度上升为500°C以上时，磷镁石(farringtonite)生成并逐 渐增多(图1)。SEM-EDS也观察到相应矿物的存在。较高的热解温度也生成了 方解石，加深了biochar的碳化程度(即以热稳定的芳香基团为主的化学结构)， 并显著降低了P的活动性。上述结果说明热解对PL中P的矿物资源化机制是通 过将易溶解的形态转化为溶解度低的固体形态实现的。在特定的农业或环境应 用中，应考虑使用不同的热解温度来提供对应其所需的P释放模式。该成果以“Speciation Transformationof Phosphorus in Poultry Litter during Pyrolysis: Insights from XRD, FTIR, andSolid-state NMR Spectroscopy”为题在线发表于美国化学会 期刊Environmental Science&Technology。