生物炭的理化参数主要包括：全碳含量、灰分含量、挥发成分含量、表面元素组成及表面官能团种类和含量、表面负电荷含量等；结构表征主要包括：表面形态和孔隙结构(如比表面积、孔容积和孔径分布等。由于原材料、技术工艺及热解条件等差异，生物炭在结构、挥发成分含量、灰分含量、孔容、比表面积等理化性质上表现出非常的多样性，进而使其拥有不同的环境效应[。目前，国内学者就生物炭的特性、环境行为和效应、土壤性状和产量、碳截留与温室气体减排及其对全球生物地球化学循环影响等领域已开展了大量研究。生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。新疆污泥生物质炭
生物质炭是作物秸秆、果木修剪枝条、农产品下脚料、动物粪便等各种来源的废弃生物质在厌氧环境下发生热解反应生成的黑色固体。早在2006年，科学家提出将生物质炭施于土壤，以提高土壤肥力。这一思想源于亚马孙河流域黑色肥沃土壤的发现。南美洲的亚马孙河流域是世界上比较大的热带雨林区，因高温多雨，该地区土壤有机质分解快，导致土壤快速退化而贫瘠。但就是在这样一个土地贫瘠的地区，零星分布着非常肥沃的土壤，当地人称这种土壤为Terra Preta。科学家研究发现，这种肥沃土壤的特征是存在大量的黑色炭颗粒[1]。土壤中的黑色炭颗粒是2500多年以前当地原住民将植被开垦后的林木废弃物土法炭化后混入土壤中的。21世纪以来，全球掀起了对这种人为黑色肥沃土壤的研究热潮，也拉开了农业生物质炭研究的序幕。2009年，《生物质炭与环境管理：科学与技术》一书问世。科学家们总结了生物质炭制备方法、性质、功能及土壤和环境应用效果等，并描绘出了生物质炭产业的美好蓝图。北京污泥生物质炭技术的应用生物质炭具有表面积大、多孔性以及吸附性强的特点，可以大量吸附土壤中的有机质等营养物质。
生物质炭可以通过对土壤理化性质的改变以及在土壤中的降解过程，直接或间接地影响氮素周转过程中硝化细菌、反硝化细菌和固氮菌的多样性和丰度，进而影响土壤氮素物质循环。生物质炭对农田土壤的净硝化速率影响可能并不明显，但是添加生物质炭可促进土壤中的硝化过程。以往研究表明，生物质炭的施用可以降低N2O的排放。其可能的原因为：生物质炭施用降低了土壤容重，增加土壤中氧气含量，从而降低反硝化过程；生物质炭中的碱性物质可以增加土壤pH值和N2O还原酶的活性，有利于反硝化过程中N2O向N2的转化，从而减少了N2O的排放；生物质炭发达的孔隙结构和较大比表面积，增加对土壤中 NH+4NH4+ 和 NO−3NO3− 的吸附，从而减少反硝化作用的基质。
生物炭具有高的吸附能力。生物炭的孔隙结构能降低土壤容重、降低土壤密度，生物炭具有较大的比表面积和较高表面能，有结合重金属离子的强烈倾向，因此能够较好地去除溶液和钝化土壤中的重金属。李力等的镉去除实验中BC350和BC700两种玉米生物炭的比表面积分别为7.72m2/g和120m2/g，结果显示BC700对Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350，解吸率远小于BC350，吸附效果更好；刘玉学等研究比表面积为81.8m2/g、总孔容积为0.080cm3/g的稻秆炭和比表面积189.6m2/g、总孔容积为0.175cm3/g的竹炭对小青菜及其土壤的影响，结果显示生物炭的施入能降低土壤容重。生物质炭中的碳元素有着高度芳香化的特征，生物质炭在土壤中极为稳定，它的固碳时间达数百年至数千年之久。
作为一种环保高效的重金属钝化剂，生物质炭在市场上受到越来越多人的关注和青睐。生物质炭是通过高温热解生物质材料（如木屑、秸秆等）制得的一种炭质材料。它具有多孔结构、高比表面积和优异的吸附性能，能够有效地吸附和钝化重金属，保护环境和人类健康。1.高效吸附重金属生物质炭具有多孔结构，提供了大量的吸附位点，能够高效吸附重金属离子。其高比表面积和孔隙结构使其具有出色的吸附能力，能够有效去除水中的重金属污染物，如铅、镉、汞等。通过使用生物质炭，您可以降低水中重金属的浓度，保护水质安全。2.环保可持续生物质炭的制备过程中不需要化学添加剂，具有较低的能耗和环境污染。同时，生物质炭的原料来自可再生资源，如农作物秸秆和木屑等，不会对森林资源造成破坏。使用生物质炭不仅可以有效处理重金属污染，还能够减少对环境的负面影响，实现可持续发展。3.广泛应用领域生物质炭在环境治理、农业、畜牧业等领域具有广泛的应用前景。在环境治理方面，生物质炭可以用于水处理、土壤修复和废气处理等，有效去除重金属和有机污染物。在农业和畜牧业方面，生物质炭可以作为土壤改良剂和饲料添加剂，提高土壤肥力和动物健康。生物质炭添加到土壤中后可导致土壤中的微生物量和代谢活性增加。北京生物质炭技术的应用
生物炭多孔状、容重低、粘性小，能够降低粘质土壤的容重和硬度，改善土壤板结，提高土壤的透气性。新疆污泥生物质炭
氮素是作物生长必需的营养元素，在土壤生态系统的诸多养分物质循环体系中，氮循环也一直是人们研究关注的重点。近年来的研究表明，生物质炭作为土壤改良剂施用，因其高孔隙度和较大比表面积等特性，对NH3、 NH+4NH4+ 和 NO−3NO3− 都具有吸附能力和固持效果，进而减少土壤中氮素的损失。研究表明，生物质炭配合无机氮肥的施用可以有效保持土壤养分状态，提高氮素肥料利用率，保障作物生长和产量。以往研究得出，生物质炭添加可能会减弱、或增加或没有影响土壤有机氮素的矿化过程。虽然生物质炭含有一部分生物可利用的氮素组分，但是生物质炭对土壤有机氮矿化影响的方向和程度主要取决于生物质炭的结构特性、土壤碳氮水平、混合环境中的C/N值以及土壤类型。新疆污泥生物质炭
