秸秆富含有机碳,是一种重要的生物质能源,但可生物降解性低,资源化利用被限制。黄粉虫是一种经济价值极高的资源昆虫,并且对有机废弃物具备一定降解能力。对此,本文提出“黄粉虫降解秸秆—虫粪制备生物炭吸附重金属”的秸秆资源化方式。主要研究成果及结论如下:(1)选用麦麸(WB)、水稻秸秆(RS)、玉米秸秆(CS)、小麦秸秆(WS)、大米壳(RH)、米糠(RB)按不同营养配方饲喂黄粉虫。结果表明,黄粉虫对RS、CS和RB表现出较强的取食偏好,48 d内每盒总取食量达到7.80～10.66 g(无营养组)和20.69～23.77 g(营养组);实验结束时,两组分别减重17.82～28.62%和8.47～22.13%;无营养组摄食RS、RB、CS的幼虫存活率为56.67～69.72%,营养组同比提升21.92～57.83%。由此表明黄粉虫可在以秸秆为主食的条件下维持生存,适量营养物质的添加有利于提高幼虫生物活性。(2)对秸秆与相应虫粪样品进行表征,结果表明与原料相比,虫粪样品的C/H下降,羟基、甲基亚甲基等官能团增加,苯环基团含量下降,证明秸秆的复杂结构被分解成小分子物质。黄粉虫对RS、CS、WS和RB中木质纤维素的降解率分别达到23.10～51.42%(半纤维素)、39.88～55%(纤维素)、40.04～53.27%(木质素)。此外,比对本实验黄粉虫肠道菌群的测序结果与已发表的木质纤维素降解菌株,认为黄粉虫肠道内极大可能存在着大量木质纤维素降解菌。(3)将秸秆与虫粪制备成生物炭来吸附重金属。结果表明,虫粪生物炭的吸附能力优于秸秆生物炭,其中FRSBC(以水稻秸秆为食的黄粉虫粪便生物炭)效果最佳,对Pb2+、Cu2+、Cd2+、Cr6+、Zn2+的去除能力分别达到188.20±4.71、49.56±1.49、58.94±2.95、18.60±0.93和41.98±2.01 mg/g。与RSBC(水稻秸秆生物炭)相比,吸附性能提升了24.34～67.65%。生物炭对重金属的吸附机制包括静电相互作用,离子交换,氢键,静电外层络合和共沉淀/内层络合等。(4)以FRSBC为研究对象,运用生命周期评价法对本实验生物炭制备过程的环境影响进行分析,结果表明虫粪收集和裂解炭化两个单元过程是主要的环境影响步骤。造成这一现象的主要原因是人工培养箱和管式炉的高耗电量;系统对环境影响大小的排序为富营养化>光化学臭氧合成>酸化>温室效应>不可再生资源消耗>生物毒性;针对此结果提出改进意见,如以热蒸汽加湿器代替人工培养箱、改变升温速率、缩短炭化时间、选择更加清洁的电能等。