后處理與質(zhì)量檢測生物質(zhì)炭培養(yǎng)完成后,還需要進(jìn)行后處理和質(zhì)量檢測。后處理包括對生物質(zhì)炭進(jìn)行洗滌,以去除殘留的活化劑或其他雜質(zhì)。對于化學(xué)活化后的生物質(zhì)炭,用去離子水反復(fù)洗滌至洗滌液呈中性是常見的操作。然后對生物質(zhì)炭進(jìn)行干燥,可采用低溫烘干的方式,避免高溫對生物質(zhì)炭結(jié)構(gòu)的破壞。質(zhì)量檢測是確保生物質(zhì)炭質(zhì)量符合要求的重要環(huán)節(jié)。檢測內(nèi)容包括生物質(zhì)炭的產(chǎn)率、灰分含量、孔隙結(jié)構(gòu)(比表面積、孔徑分布等)、表面官能團(tuán)等。通過氮?dú)馕矫摳綄?shí)驗(yàn)可以測定比表面積和孔徑分布;紅外光譜分析可用于了解表面官能團(tuán)的種類和數(shù)量;元素分析則能確定生物質(zhì)炭中碳、氫、氧等元素的含量。只有經(jīng)過嚴(yán)格質(zhì)量檢測且符合標(biāo)準(zhǔn)的生物質(zhì)炭,才能應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域。生物質(zhì)炭培養(yǎng)助力環(huán)境修復(fù),功能實(shí)用,可降低土壤污染。意義重大,優(yōu)勢多多。湖北定制生物質(zhì)炭購買
以往研究表明,生物質(zhì)炭的多孔結(jié)構(gòu)和大比表面積可以為微生物提供適宜的生境,微生物可以直接利用生物質(zhì)炭含有的活性組分作為能源物質(zhì)。研究指出,生物質(zhì)炭可以通過提高土壤物理和化學(xué)性質(zhì),如提高有機(jī)碳含量,Ca含量,降低可交換Al含量,來改善微生物生存環(huán)境。生物質(zhì)炭對有毒化合物的吸附,如酚類、農(nóng)藥等,可以降低這些有害物質(zhì)的移動性,進(jìn)而保障微生物的正常活動;而生物質(zhì)炭對土壤原有機(jī)物質(zhì)的吸附可能導(dǎo)致其在炭表面的固定或者炭內(nèi)部的物理保護(hù),降低了與微生物群體的接觸機(jī)會,進(jìn)而對微生物活動產(chǎn)生抑制。此外,生物質(zhì)炭添加對土壤持水能力和團(tuán)聚結(jié)構(gòu)等方面的提高,也有利于土壤環(huán)境中微生物群體的生長和代謝。河南定制生物質(zhì)炭購買生物炭制備應(yīng)嚴(yán)格控制熱解過程的溫度、時(shí)間和壓力,確保生物炭的性質(zhì)符合預(yù)期應(yīng)用要求。
13C標(biāo)記生物炭研究表明生物炭的固碳潛力由生物炭穩(wěn)定性及其引起的激發(fā)效應(yīng)決定。利用13C穩(wěn)定性同位素標(biāo)記的小麥秸稈制作成生物炭,研究了生物炭在不同土壤中的礦化速率及激發(fā)效應(yīng)差異。研究結(jié)果表明:生物炭添加到四種類型的土壤中室內(nèi)培養(yǎng)368天后,生物炭碳在不同土壤中的礦化量存在差異,寒區(qū)水稻土中為15.6mgC/kg土(0.25%),紅壤性水稻土中為14.2mgC/kg土(0.23%),黃淮海中為10.4mgC/kg土(0.17%),低肥力紅壤性水稻土中為9.92mgC/kg土(0.16%)。生物炭碳礦化量與土壤全鉀(r=0.679)以及全碳(r=0.584)含量均有的正相關(guān)關(guān)系。生物炭在寒區(qū)水稻土以及黃淮海水稻土中引發(fā)了的負(fù)激發(fā)效應(yīng),激發(fā)效應(yīng)量分別為-284mgC/kg土和-157mgC/kg土;而其在紅壤性水稻土以及低肥力紅壤性水稻土中引發(fā)正激發(fā)效應(yīng),但并不,激發(fā)效應(yīng)量分別為33.3mgC/kg土和58.0mgC/kg土。生物炭激發(fā)效應(yīng)量與土壤的電導(dǎo)率(r=-0.884)及pH(r=-0.824)成極的負(fù)相關(guān)關(guān)系。研究表明,在評估生物炭固碳潛力時(shí),應(yīng)綜合考慮生物炭自身礦化速率和生物炭引發(fā)的土壤碳激發(fā)效應(yīng)。
生物炭的pH一般呈堿性,Balwant等研究發(fā)現(xiàn),生物炭pH介于6.93~10.26范圍之間,也有研究報(bào)道可以制備pH介于4~12之間的生物炭。生物炭中無機(jī)礦物是造成生物炭pH偏堿的主要原因,生物炭的表面含氧官能團(tuán)(如羧基和羥基)也可能對生物炭的pH有一定的貢獻(xiàn)。陽離子交換量(CEC)是反映生物炭表面負(fù)電荷的參數(shù),也決定其在土壤中持留銨、鈣和鉀等陽離子的能力,生物炭CEC與其表面含氧官能團(tuán)含量正相關(guān)?,F(xiàn)有報(bào)道中生物炭的CEC差異很大,介于71mmol/kg和34cmol/kg。Balwant等認(rèn)為生物炭的CEC介于71.0~451.5mmol/kg范圍之間。生物炭能吸附土壤和水體中的重金屬、農(nóng)藥、有機(jī)污染物和其他有害化學(xué)物質(zhì),起到污染物去除和土壤修復(fù)作用。
生物質(zhì)炭是作物秸稈、果木修剪枝條、農(nóng)產(chǎn)品下腳料、動物糞便等各種來源的廢棄生物質(zhì)在厭氧環(huán)境下發(fā)生熱解反應(yīng)生成的黑色固體。早在2006年,科學(xué)家提出將生物質(zhì)炭施于土壤,以提高土壤肥力。這一思想源于亞馬孫河流域黑色肥沃土壤的發(fā)現(xiàn)。南美洲的亞馬孫河流域是世界上比較大的熱帶雨林區(qū),因高溫多雨,該地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)分解快,導(dǎo)致土壤快速退化而貧瘠。但就是在這樣一個(gè)土地貧瘠的地區(qū),零星分布著非常肥沃的土壤,當(dāng)?shù)厝朔Q這種土壤為TerraPreta??茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn),這種肥沃土壤的特征是存在大量的黑色炭顆粒[1]。土壤中的黑色炭顆粒是2500多年以前當(dāng)?shù)卦∶駥⒅脖婚_墾后的林木廢棄物土法炭化后混入土壤中的。21世紀(jì)以來,全球掀起了對這種人為黑色肥沃土壤的研究熱潮,也拉開了農(nóng)業(yè)生物質(zhì)炭研究的序幕。2009年,《生物質(zhì)炭與環(huán)境管理:科學(xué)與技術(shù)》一書問世??茖W(xué)家們總結(jié)了生物質(zhì)炭制備方法、性質(zhì)、功能及土壤和環(huán)境應(yīng)用效果等,并描繪出了生物質(zhì)炭產(chǎn)業(yè)的美好藍(lán)圖。環(huán)境修復(fù)靠生物質(zhì)炭培養(yǎng),功能可靠,可改善土壤微環(huán)境。意義重大,優(yōu)勢多多。江蘇樹苗生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法
生物炭是生物質(zhì)在缺氧條件下經(jīng)高溫?zé)峤馓炕漠a(chǎn)物,具有有機(jī)碳含量高、多孔性、堿性和吸附能力強(qiáng)的特點(diǎn)。湖北定制生物質(zhì)炭購買
生物炭具有離子吸附交換能力及一定吸附容量,其可改善土壤的陽離子或陰離子交換量,從而可提高土壤的保肥能力。生物炭對土壤陽離子交換量CEC或保肥能力的改善取決于生物炭的CEC,pH及生物炭在土壤中氧化。生物炭比表面積大,可以增強(qiáng)土壤對陽離子的吸附能力,增加耕層土壤CEC。生物炭對低CEC和pH的酸性土壤中的CEC改良特別有效,其中土壤CEC的改良與生物炭的原料的堿度、有機(jī)氮的礦化和銨根的硝化作用有關(guān)。生物炭的pH升高,其對重金屬離子的吸附和固定加強(qiáng),說明了生物炭對重金屬的吸附與生物炭的表面官能團(tuán)和pH值有關(guān)。湖北定制生物質(zhì)炭購買