盛奎川 楊生茂

(1 浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院，浙江 杭州 310058；2 浙江省農(nóng)業(yè)科學院環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021；3浙江省生物炭工程技術(shù)研究中心，浙江 杭州 310021)

早在2007年，美國康奈爾大學Lehmann教授在《Nature》上撰文指出，木質(zhì)纖維類生物質(zhì)經(jīng)相對低溫的熱解處理，得到的炭產(chǎn)物可施入并封存于土壤中，對固碳減排、土壤改良以及作物生長具有促進作用[1-3]。這種炭產(chǎn)物的英文名稱為biochar。十多年來，國內(nèi)學術(shù)界關(guān)于biochar的中文表述比較混亂，對于其概念的語詞如何規(guī)范存在爭議。有的學者主張用“生物質(zhì)炭”，認為“生物炭”用詞是不嚴謹、不恰當，甚至不科學的，并建議改名；有的學者則認為“生物炭”用詞準確、精煉，是恰當?shù)?。國?nèi)學術(shù)界關(guān)于“生物炭”與“生物質(zhì)炭”的爭議和分歧長期存在，至今仍缺乏科學的思辨和統(tǒng)一的認識，在一定程度上影響了生物炭科學知識的傳播、科技成果的推廣應用以及新學科的開拓，甚至影響到國內(nèi)相關(guān)標準的起草與制訂、企業(yè)產(chǎn)品的命名及銷售、媒體的宣傳報道和同行的交流等。

專業(yè)術(shù)語的用詞是否恰當、貼切，不同學者持有不同觀點。尤其是對于新興學科或者研究領(lǐng)域，對其核心詞語理解出現(xiàn)爭議、爭論都不足為奇。真理越辯越明，通過思辨、爭論，存在的分歧有可能消除，認識可能趨于一致，即使觀點不能統(tǒng)一，也可求同存異。若不討論、不爭論，一些不正確的觀點有可能長期存在，導致概念混亂現(xiàn)象長期得不到糾正，學術(shù)界同行的分歧和矛盾也就可能長期存在，因而不利于開展正常的科技交流與合作，甚至會對本學科領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生一定的負面影響。我們既要把握概念的用詞是否準確、貼切，更要關(guān)注概念的科學屬性，即概念的內(nèi)涵和外延。因為科學概念的形成并非一成不變，隨著科技的發(fā)展和人們認識水平的提高，科學概念的內(nèi)涵和外延也會發(fā)生改變。筆者查閱了部分國內(nèi)外學者發(fā)表的關(guān)于biochar的英文論文，發(fā)現(xiàn)有些涉及biochar概念內(nèi)涵和外延的說法存在問題[4-6]，而國內(nèi)部分作者未經(jīng)深入辨析就直接引用，容易誤導讀者，造成生物炭領(lǐng)域的概念混亂或邏輯錯誤。鑒于此，本文旨在通過梳理關(guān)于biochar(生物炭)概念的發(fā)展、演變及其內(nèi)涵與語詞、定義與劃分等方面存在的邏輯問題，對本學科的發(fā)展發(fā)揮積極的推動作用。

1 生物炭的涵義及語詞

1.1 生物炭的語詞

漢語中“炭”“木炭”等文字古已有之。關(guān)于“炭”的成語有“坐于涂炭”“雪中送炭”“生靈涂炭”等。唐朝詩人白居易的《賣炭翁》中開頭兩句“賣炭翁，伐薪燒炭南山中。滿面塵灰煙火色，兩鬢蒼蒼十指黑。”生動描寫了中唐時期底層勞動人民“伐薪、燒炭”的艱辛，也反映了古代燒炭原料主要是薪柴、木材等林業(yè)生物質(zhì)原料的事實。千百年來，木炭的主要用途是作為人們生活中炊事、燒烤和冬天取暖等的燃料。但木炭還另有用途，如1971年考古發(fā)現(xiàn)，長沙馬王堆漢墓密閉的棺槨外面塞填了5 000 kg木炭，因木炭具有一定的防潮吸水作用，加上木炭外面又用微晶高嶺土密封，使馬王堆女尸千年不腐，得以完整保存[7]?？梢姡谥袊糯?，木炭既可作為生活燃料，也可用作功能性防腐材料。中國古代勞動人們的智慧是豐富的、創(chuàng)新力是驚人的，但很遺憾這種木炭的制備工藝、技術(shù)及其應用大多未能記錄和流傳下來。利用儀器分析方法可知，木炭中主要成分是“碳”。碳是一種非金屬元素，位于元素周期表的第二周期IVA族?！澳咎俊薄懊禾俊焙汀澳嗵俊钡葷h字中“炭”由來已久，應當寫成“炭”而不是“碳”。利用現(xiàn)代工業(yè)分析法可知，木炭、煤炭中含有一定量的揮發(fā)分和灰分，不是純凈的碳物質(zhì)。因此，國內(nèi)一些學者將biochar翻譯成“生物碳”[8]或“生物質(zhì)碳”[9]等中文語詞是不恰當?shù)摹?/p>

為推動國家通用語言文字的規(guī)范化和標準化，2000年10月31日第九屆全國人民代表大會常務委員會第十八次會議修訂通過《中華人民共和國國家通用語言文字法》，于2001年1月1日起施行。作為該法的配套規(guī)范，2013年6月5日，國務院公布《通用規(guī)范漢字表》，這是現(xiàn)代通用漢字在字量、字級和字形等方面的具體規(guī)范?？梢?，即使在科學研究及學術(shù)活動中，科研人員要表述一個新的概念，也必須遵守科學、規(guī)范、準確的基本原則，嚴格限制生造文字，但可以用已有的規(guī)范漢字組詞以表述新的科學概念。

科技名詞術(shù)語是科學概念的語言符號，科學概念是用詞語或者術(shù)語表述的。概念和語詞既緊密聯(lián)系而又相互區(qū)別。語詞是物質(zhì)的外殼，概念賦予詞語一定的意義和內(nèi)容。但是，概念是反映對象特有屬性的思維形式，語詞是概念的物質(zhì)標志，二者不能混淆[10]。在抽象與概括的基礎上，人們形成各種不同的概念，包括內(nèi)涵和外延兩部分。不同語詞可代表同一概念。例如，英文biochar一詞，與中文“生物炭”“生物焦”和“生物質(zhì)炭”等這些不同的語詞代表的基本屬于同一概念，其內(nèi)涵也基本相同。然而，盡管可用不同的語詞表述同一概念，但作為專業(yè)名詞，應當簡明、確切、規(guī)范和公認。概念的語詞可以有2字、3字、4字或5字等，如木炭是2字，生物炭是3字，生物柴油是4字，生物質(zhì)顆粒是5字。相比于生物質(zhì)炭(4字)，生物炭(3字)更為簡練和順口。

英文中以bio-為前綴的新單詞不斷出現(xiàn)?？萍既藛T會根據(jù)新的發(fā)現(xiàn)拼寫出新的單詞以表達新的概念。在國際學術(shù)界有人拼寫出biochar這個新名詞之前，charcoal這個英文單詞早已存在。Charcoal的意思是“炭，木炭；炭筆；木炭畫”等[11]。《新英漢詞典》對char的解釋為：作為動詞的意思是“(把…)燒成炭”“(把…)燒焦”“(把…)燒黑”；作為名詞的意思是“炭，木炭”。顯然，biochar這個單詞是以bio-為前綴，嫁接上char這個詞根而構(gòu)造出的新英文單詞。

學術(shù)界究竟是哪位學者最早在學術(shù)刊物上采用biochar這個關(guān)鍵詞發(fā)表英文論文，又是哪些國內(nèi)學者最早將biochar引入而以“生物炭”或“生物質(zhì)炭”發(fā)表中文論文、報道學術(shù)成果，尚未考查和核實。值得關(guān)注的是，筆者2021年3月通過百度學術(shù)搜索引擎，檢索題目中含有“生物炭”或“生物質(zhì)炭”的中文科技文獻，發(fā)現(xiàn)已發(fā)表的含有“生物質(zhì)炭”的文獻約10 200篇，而含有“生物炭”的文獻約88 200篇，是前者的8倍多，說明國內(nèi)更多學者或?qū)W術(shù)團體趨向認同采用“生物炭”這個語詞。

顯然，bio譯為“生物”沒有異議，char譯為“炭”也沒問題，將biochar譯為“生物炭”，在語言形式和語言結(jié)構(gòu)上，體現(xiàn)了中國文字簡明扼要、涵義準確的特點和規(guī)律。但為什么有些學者認為“生物炭”是“不科學”“不嚴謹”，而堅持認為只有“生物質(zhì)炭”才是準確科學的呢？固持“生物質(zhì)炭”學者質(zhì)疑的焦點究竟在哪里？“生物質(zhì)炭”語詞真的貼切、準確嗎？針對這些問題，我們認為有必要展開討論，以理清概念。

1.2 生物炭的涵義

主張“生物質(zhì)炭”學者認為“生物質(zhì)炭”更為合適，主要應著眼于制備炭的物料來源是生物質(zhì)，而不是“生物”。而“生物質(zhì)炭”才“確切地”表達物料來源是“生物質(zhì)”；另外，部分學者將“生物炭”與“生物炭化”“有生命的生物體炭化”劃上等號，因而認為“生物炭”是不可接受的名詞。

首先，之所以產(chǎn)生這樣的誤解，可能是對英文前綴bio-和中文的專業(yè)術(shù)語冠以“生物”兩字缺乏深入了解所致。Bio-的原意是“生物的”“生命的”。然而，隨著世界范圍內(nèi)清潔能源、低碳經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展等理念的提出和科學研究的快速發(fā)展，大量帶有bio-前綴的科技詞匯，已衍生出“生物質(zhì)資源”“源于生物質(zhì)”等涵義。尤其是進入21世紀以來，在可再生能源工程、材料科學與工程、環(huán)境科學與工程和生物醫(yī)學工程等領(lǐng)域衍生出大量新詞匯。上世紀80年代的英文期刊Biomass，曾經(jīng)是國內(nèi)較早開展生物質(zhì)能研究的學者十分關(guān)注的一本學術(shù)刊物。后來《Biomass》與《Energy in Agriculture》并入《Biological Wastes》，于1991年改名為《Bioresource Technology》。從該刊物名稱的字面上理解，中文直譯似乎是“生物資源技術(shù)”，實際上，這本刊物報道的大量研究成果與生物質(zhì)資源利用有關(guān)，這里的bioresource實則上是指biomass resource。另外，在材料學科領(lǐng)域，“bio-(生物)”還有其他含意，如“bio-plastics(生物塑料)”是指“生物可降解塑料”，其相對于非生物降解的石油基塑料，具有明顯的環(huán)保優(yōu)勢；“biomaterial(生物材料)”是指用于與生命系統(tǒng)接觸和發(fā)生相互作用的生物醫(yī)學材料，這里的“bio”體現(xiàn)了材料的生物功能性與生物相容性。例如，“聚乳酸”(polylactic acid)是一種源于生物質(zhì)(如玉米淀粉或薯類淀粉)的生物可降解塑料，可作為手術(shù)縫合線，痊愈后能被人體吸收，降解為二氧化碳和水，是迄今研發(fā)最為成功的一種“生物材料”或“生物塑料”。如果要強調(diào)某種材料源于生物質(zhì)，則往往采用“bio-based material(生物基材料)”。

有別于源自不可再生的化石資源(如煤炭、石油和天然氣等)，冠以“生物”兩字的能源領(lǐng)域?qū)I(yè)名詞，如生物柴油(biodiesel)、生物乙醇(bioethanol)和生物甲烷(biomethane)等，都是源于可再生的生物質(zhì)資源。這里的“生物”實際上就是“源于生物質(zhì)”的意思，或是“生物質(zhì)基”的簡稱，而不是“生物的柴油”……。同樣地，用“生物炭”作為biochar概念的中文語詞，用詞規(guī)則是一致的，形式邏輯上嚴謹、合理。我們也可以理解為，“生物炭”就是“生物質(zhì)基炭”或“生物基炭”的簡明縮略語詞。筆者查閱不同時期發(fā)表的一些中文期刊論文，發(fā)現(xiàn)“生物炭是生物質(zhì)原料通過熱解制備或熱化學轉(zhuǎn)換得到的富碳固體產(chǎn)物[12-14]”這一基本涵義，是許多作者普遍認可的觀點。幾乎沒有一個作者在定義或解釋“生物炭”概念時，會認為原料是“生物”或者“生物體”而不是“生物質(zhì)”。

其次，將“生物炭”與“生物炭化”劃等號，這樣的解讀是將概念的“語詞”與概念的“內(nèi)涵”混淆了。這是一種邏輯錯誤的特殊形式。不難理解，“炭”是名詞，“炭化”是動詞；生物質(zhì)炭化是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的一種加工方法和途徑，其固體產(chǎn)物可稱之為生物炭。

如前所述，概念的內(nèi)涵和語詞既有聯(lián)系，又有區(qū)別。概念是一種類型的思想，即通常所述的是一種思維形式，它是對客觀對象的一種反映；語詞不是對客觀對象的反映，它只是用來表達概念、標志事物的一組筆劃或一組聲音，只是一組符號而已。例如“柴油”概念是什么？柴油是從石油中分餾出來的做燃料用的輕油，揮發(fā)性比潤滑油高，比煤油低[15]；柴油主要由原油蒸餾、催化裂化、熱裂化、加氫裂化、石油焦化等過程生產(chǎn)的柴油餾分調(diào)配而成，也可由頁巖油加工和煤液化制取。如果我們望文生義，從“柴油”這個概念語詞的字面上去理解，認為柴油是“由薪柴制備的油”或“柴里榨取的油”，顯然這樣演繹、推論和理解科學術(shù)語是極其荒謬的。

前文對“生物炭”語詞的質(zhì)疑進行了辨析，那么，“生物質(zhì)炭”語詞是否就一定是貼切的呢？筆者并不以為然。第一，如果要從字面上表明或強調(diào)原料來源，那也應該是“生物質(zhì)基炭”或“生物基炭”。顯然，這些5字、4字的概念語詞用字偏多，都不如“生物炭”簡明扼要。第二，正如不應將“生物炭”解讀為“生物的炭”，我們也不應將“生物質(zhì)炭”解讀為“生物質(zhì)的炭”，因為生物質(zhì)原料經(jīng)過熱化學轉(zhuǎn)化，其化學結(jié)構(gòu)和組成發(fā)生了質(zhì)的變化(請注意：這不是物理變化)。這種穩(wěn)定的富碳固體產(chǎn)物已經(jīng)不再具有生物質(zhì)原料的特性或?qū)傩裕€能稱為“生物質(zhì)炭”嗎？筆者由此聯(lián)想到，在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)中，通常由生物質(zhì)壓縮成型獲得的顆粒狀固體產(chǎn)物稱為“生物質(zhì)顆粒(biomass pellet)”。其之所以稱為“生物質(zhì)顆粒”，是因為生物質(zhì)物料通過機械壓縮、致密成型等物理變化，固體產(chǎn)物基本保留了原料的生物質(zhì)屬性。然而，由生物質(zhì)通過物理化學轉(zhuǎn)化獲得的液體產(chǎn)物“生物柴油”，或由生物質(zhì)通過生物化學轉(zhuǎn)化獲得的液體產(chǎn)物“生物乙醇”，已不再具有生物質(zhì)原料的原有屬性和本質(zhì)特征，不適合稱為“生物質(zhì)柴油”或“生物質(zhì)乙醇”。相應地，由生物質(zhì)通過熱化學(快速熱解)獲得的液體產(chǎn)物稱為“生物油(bio-oil)”，不適合稱為“生物質(zhì)油”。綜上推論，由生物質(zhì)熱解炭化或水熱炭化轉(zhuǎn)化獲得的固體產(chǎn)物應稱為“生物炭”，而不適合稱為“生物質(zhì)炭”。此外，生物炭(biochar)是生物質(zhì)原料經(jīng)過熱解或熱化學轉(zhuǎn)換得到的富碳固體產(chǎn)物，主要由芳香烴和單質(zhì)碳或具有類石墨結(jié)構(gòu)的碳組成，一般含有60%以上的碳元素[3]，有的學者則認為碳含量應大于70%[16]。筆者也注意到，有的企業(yè)在產(chǎn)品包裝上注明是“生物質(zhì)炭”，其中碳含量≥40%。如果碳含量可以低到40%，這還是富含碳的“生物炭”嗎？這是否很容易讓人疑慮是一種“生物質(zhì)+炭”的混合物呢？若確實如此，則應該叫做“生物質(zhì)炭”，而不應該叫“生物炭”，因為它既含有一定量的炭物質(zhì)，又含有大量的生物質(zhì)。

另外，在能源專業(yè)領(lǐng)域，“生物質(zhì)能源”與“生物能源”是有差別的，但因缺乏相關(guān)知識的普及，大量非專業(yè)人士將“生物質(zhì)能”等同于“生物能源”，以為它們表達的是同一概念。有別于太陽能、風能、地熱能和潮汐能等，“生物質(zhì)能(biomass energy)”是目前唯一能儲存和運輸?shù)囊环N可再生能源的資源(energy resources)，如秸稈、薪柴和樹枝等；“生物能源(bioenergy)”是指生物質(zhì)通過一定的轉(zhuǎn)換技術(shù)而獲得的能源制品或產(chǎn)品(energy products)，如生物柴油和生物乙醇等生物燃料(biofuel)。相應地，對于生物質(zhì)經(jīng)由炭化而獲得的富碳固態(tài)產(chǎn)物，將其表述為“生物炭”是合理的。

2 生物炭的定義及劃分

2.1 生物炭的定義

定義是對一種事物的本質(zhì)特征或一個概念的內(nèi)涵和外延的確切而簡要的說明，從而使該概念或者事物對象和其他類似對象區(qū)別開的一種揭示概念內(nèi)涵的邏輯方法[10]。如何給biochar(生物炭)下定義？我們可從生物質(zhì)原料的來源、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)或炭化方法、生物炭的結(jié)構(gòu)特征以及生物炭的用途等方面去把握。

隨著人們對巴西亞馬遜河流域黑土的不斷認識，土壤學家和植物學家們較早關(guān)注生物炭在農(nóng)業(yè)的應用[3,12]。10多年前，筆者參加biochar的一個國際學術(shù)會議，曾請教國際著名生物炭專家、英國生物炭研究中心主任Saran Sohi博士關(guān)于charcoal與biochar的區(qū)別，專家認為，charcoal(木炭)是作為一種燃料的概念而存在。因發(fā)現(xiàn)生物炭在改善土壤形態(tài)結(jié)構(gòu)、提高肥料利用率、有助植物生長及提高作物產(chǎn)量等方面的功能和用途，土壤學家們較早提出biochar這個新詞并賦予其涵義[1-2]。除了農(nóng)業(yè)方面的應用，早期研究biochar的學者還關(guān)注生物炭的物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征(如多孔性、吸附性)及其在環(huán)境修復、碳收集與封存的作用。結(jié)合文獻調(diào)研，我們認為早期學者提出biochar的用意是有別于一般用于燃料之傳統(tǒng)木炭，biochar的概念是狹義的，是有其特定含義的。

普遍認為，biochar(生物炭)是農(nóng)林廢棄物(如作物秸稈、樹枝、畜禽糞便和水生植物等)在絕氧或限氧條件下熱解制備的富碳多孔固體產(chǎn)物[17-20]。顯然，這是從原料的來源和制備方法兩方面進行概括的。但其熱解制備方法與傳統(tǒng)木炭無明顯差別，只是熱解溫度一般低于700℃。這似乎沒有什么新意，也沒有必要專門構(gòu)造biochar這個新單詞。然而，正如能源領(lǐng)域的研究者關(guān)注熱解產(chǎn)物的固定碳、灰分、揮發(fā)分含量及熱值等化學特性；土壤學家更關(guān)注的是生物炭的結(jié)構(gòu)以及對土壤質(zhì)量、植物生長和產(chǎn)量的影響。盡管無法溯源、考證最早提出biochar學者的真正用意，但我們推測，當初采用bio前綴而構(gòu)造出biochar，不僅指明該類物質(zhì)源于生物質(zhì)資源，可能還在表明這是一種有益于生態(tài)系統(tǒng)、且有助于植物生長的特殊功能材料，即環(huán)境友好材料或生物友好材料，這類似于biomaterial的構(gòu)詞用意。

生物炭(biochar)由于具有特殊的理化性狀及其在全球碳生物地球化學循環(huán)、氣候變化和環(huán)境系統(tǒng)中的重要作用，能指示古環(huán)境變化、地質(zhì)時期火災發(fā)生的史跡、沉積物的地質(zhì)時間和人類活動歷史等，是近些年大氣科學、地學和環(huán)境科學研究的熱點[21]。同時，因?qū)W科交叉融合越來越多，土壤、農(nóng)學、環(huán)境、能源和材料等學科領(lǐng)域的學者紛紛加入到生物炭的研究行列。例如，研發(fā)針對不同生物質(zhì)原料特點的制炭新技術(shù)，如水熱炭化等；分析和表征生物炭的微觀結(jié)構(gòu)及材料性能，如比表面積、孔徑分布、孔隙率、穩(wěn)定性和表面功能基團等；拓展生物炭的應用領(lǐng)域，如土壤性能調(diào)控[22-25]、生態(tài)環(huán)境修復[26-29]、節(jié)能減排及能源開發(fā)[14,30-31](如厭氧消化中添加生物炭以提高沼氣產(chǎn)量[33-36]等)、生物質(zhì)精煉[37-38]、新型儲能材料和炭復合材料制備[39-40]等。隨著人們對生物炭的認識不斷深入，其概念的內(nèi)涵和外延也在演變。Mumme等[33]基于目前不同生物炭生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)，將傳統(tǒng)熱解(pyrolysis)方法獲得的生物炭稱為pyrochar(熱解炭)，而由水熱炭化(hydrothermal carbonization)獲得的生物炭稱為hydrochar(水熱炭)。由此可見，目前有些學者對生物炭的理解是廣義的，即有別于不可再生的煤炭，來源于可再生的生物質(zhì)資源制備的富碳物質(zhì)即為生物炭。然而，國際上也有學者認為，常見的biochar是指含水率較低(含水率約10%)的生物質(zhì)原料通過熱化學方法(如熱解、快速炭化或氣化等)獲得的富碳固體產(chǎn)物；含水率高的生物質(zhì)通過水熱炭化獲得的富碳固體產(chǎn)物稱為hydrochar(水熱炭)[4]。在他們發(fā)表的論文中，biochar與hydrochar是同一層次上的劃分[4]。這說明國際上有部分學者，至今對biochar的定義或者理解上仍然是狹義的。從制備方法角度，一些中文學者認定生物炭僅指通過傳統(tǒng)的熱解等熱化學方法而獲得的富碳固體產(chǎn)物，這對生物炭的理解也是狹義的。

近年來，一些學者把“torrefaction”也作為“biochar”(生物炭)的一種熱化學方法[4-6]。Torrefaction是“烘培、干燥、烘烤”的意思。我們認為，把torrefaction作為biochar的一種制備方法值得商榷。生物質(zhì)原料在200～300℃條件下通過直接或間接方式加熱(torrefaction)，其固態(tài)產(chǎn)物主要作為燃料利用，因而是一種提高燃料熱值的預處理方法。木質(zhì)纖維類原料中的水分被蒸發(fā)，相對不穩(wěn)定的半纖維素被分解而轉(zhuǎn)化為部分碳物質(zhì)，但大量的纖維素和木質(zhì)素在200～300℃條件下并沒有完全分解。因此，由torrefaction(烘培)得到的固態(tài)產(chǎn)物不是富碳產(chǎn)物(carbon-rich product)，其穩(wěn)定的碳物質(zhì)含量不足30%，是一種焦化產(chǎn)物(charred product)或半焦產(chǎn)品，實際上是一種生物質(zhì)與少量炭的組合物(似乎可命名為生物質(zhì)炭)。

2.2 生物炭的劃分

劃分就是把一個概念的全部對象，按照一定標準，區(qū)分為若干個小群的一種揭示概念外延的邏輯方法。任何劃分都應包括3個部分：劃分的母項、子項和劃分的依據(jù)。劃分要遵守以下規(guī)則，否則就是錯誤的劃分[10]：1)劃分后諸子項必須互相排斥；2)每一次劃分必須按同一依據(jù)進行；3)劃分后諸子項外延之和要等同于母項的外延；4)劃分不能越級。如何劃分生物炭？筆者認為，根據(jù)生物質(zhì)原料的來源不同，生物炭可以劃分為木炭(如松木炭、杉木炭、櫟木炭和桉木炭等)、竹炭(如毛竹炭、剛竹炭和斑竹炭等)、秸稈炭(如稻秸炭、麥秸炭、棉稈炭和玉米稈炭等)和畜禽糞便炭(豬糞炭、牛糞炭和雞糞炭等)等。根據(jù)不同的制備方法，生物炭可以劃分為熱解炭(pyrochar)和水熱炭(hydrochar)[33]等。根據(jù)生物炭的不同結(jié)構(gòu)形狀，可以劃分為成型炭(如球形炭、柱狀炭、片狀炭等)、碎料炭、粉末炭、微米炭和納米炭等。此外，根據(jù)生物炭的不同用途也可劃分，如土壤修復炭、水體吸附炭、空氣凈化炭、肥料基質(zhì)炭、生物發(fā)酵用炭和食品添加用炭(植物炭黑)等。

總之，關(guān)于生物炭的定義和劃分，不能僅局限于原料來源和制備工藝，還應從其結(jié)構(gòu)特征、功能和用途方面認識。根據(jù)較早提出biochar學者的構(gòu)詞“初衷”，生物炭還具有碳封存或固碳效應。因此，傳統(tǒng)上炊事、燒烤、取暖用的木炭、竹炭或成型炭等用作能源的燃料炭不應歸入生物炭范疇。

3 結(jié)語

生物炭(biochar)的概念既是歷史的產(chǎn)物，又隨著科學技術(shù)的發(fā)展和人們認識水平的提高而變化。無論是從原料類型、制備工藝還是結(jié)構(gòu)特征等方面考慮，“生物炭”與“生物質(zhì)炭”概念的涵義沒有本質(zhì)的差異。概念內(nèi)涵和語詞是緊密聯(lián)系而又相互區(qū)別的，二者不能混淆。采用生物炭詞語既簡潔、凝練，又涵蓋了概念應當包括的碳封存、環(huán)境友好或生物友好等諸多方面的內(nèi)容。因此，建議以后在科研、生產(chǎn)及其應用中予以明確，以達到規(guī)范生物質(zhì)炭化及其生物炭產(chǎn)品的應用，為該技術(shù)的推廣和規(guī)模化、標準化及產(chǎn)業(yè)化應用奠定堅實的基礎。