生物炭的理化參數(shù)主要包括:全碳含量、灰分含量、揮發(fā)成分含量、表面元素組成及表面官能團(tuán)種類和含量、表面負(fù)電荷含量等;結(jié)構(gòu)表征主要包括:表面形態(tài)和孔隙結(jié)構(gòu)(如比表面積、孔容積和孔徑分布等。由于原材料、技術(shù)工藝及熱解條件等差異,生物炭在結(jié)構(gòu)、揮發(fā)成分含量、灰分含量、孔容、比表面積等理化性質(zhì)上表現(xiàn)出非常的多樣性,進(jìn)而使其擁有不同的環(huán)境效應(yīng)[。目前,國內(nèi)學(xué)者就生物炭的特性、環(huán)境行為和效應(yīng)、土壤性狀和產(chǎn)量、碳截留與溫室氣體減排及其對全球生物地球化學(xué)循環(huán)影響等領(lǐng)域已開展了大量研究。生物質(zhì)炭具有高度穩(wěn)定性和較強(qiáng)的吸附性能。山東玉米生物質(zhì)炭購買
研究表明制備溫度對生物炭的吸附有很大的影響,因?yàn)殡S著制備溫度的升高生物炭的比表面積增大,碳含量增加而氧含量降低,O/C降低,生物炭的親水性和極性降低,對水分子的親和力降低,對疏水性污染物的吸附增強(qiáng)。因此表現(xiàn)為比表面積越大吸附作用越強(qiáng)。有研究將裂解溫度與生物炭比表面積的相關(guān)性進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)它們呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.48,即裂解溫度的升高可以增加生物炭孔隙度和比表面積,這與之前的研究結(jié)論一致。這是因?yàn)闇囟壬?,孔結(jié)構(gòu)及復(fù)雜性降低,導(dǎo)致比表面積增大。小麥生物質(zhì)炭購買生物質(zhì)炭是由動植物生物質(zhì)在缺氧的條件下經(jīng)高溫?zé)峤馓炕a(chǎn)生的一類高度芳香化的物質(zhì),難以被微生物分解。
生物質(zhì)是一個(gè)的概念。所有的直接或間接利用綠色植物光合作用獲得的有機(jī)質(zhì)都稱為生物質(zhì),包括植物、動物、微生物,以及它們所產(chǎn)生的廢棄物,如動物糞便等。由于生物質(zhì)是含碳的有機(jī)質(zhì),因此理論上所有的生物質(zhì)都可以作為制備活性炭的材料。然而考慮到成本與儲量,以農(nóng)林廢棄物為的木質(zhì)纖維素是較為理想的活性炭原料。生物質(zhì)原料的組分和結(jié)構(gòu)對活性炭的性能有較大影響,目前椰殼、核桃殼、松子殼等果殼原料,在制備高比表面積的活性炭方面已經(jīng)取得了很好的效果。但畢竟這些果殼的儲量很有限。因此,我們團(tuán)隊(duì)一直在嘗試使用來源更的生物質(zhì)制備活性炭,如秸稈、木屑、污泥、廢棄蔬菜等來自農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及城市的廢棄物。據(jù)統(tǒng)計(jì),單就秸稈而言,我國每年產(chǎn)生的秸稈量就超過11億噸,因此生物質(zhì)制備活性炭具有巨大的潛力。
生物質(zhì)炭可以提高肥效:生物炭的多孔性、高比表面積、高吸附性和高陽離子交換量,不僅能夠吸持有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分,而且還可吸持氮、磷、鉀等無機(jī)養(yǎng)分,能夠控制養(yǎng)分緩慢釋放,避免養(yǎng)分的揮發(fā)和流失,提高肥料的使用效率,節(jié)約施肥量。我國化肥平均有效利用率不到30%,肥料有效成分的流失,每年折合人民幣高達(dá)1000多億元,并且肥料有效利用率呈逐年下降趨勢:上世紀(jì)90年代,氮磷鉀的利用率分別是30-35%、15-20%和35-40%,而進(jìn)入本世紀(jì)近幾年,大田作物氮磷鉀的有效利用率分別是21-28%、8-13%和25-30%,肥料浪費(fèi)愈發(fā)嚴(yán)重,既制約了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收,又污染了環(huán)境。全國地表和地下水總氮和總磷污染來源,農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)分別是57.2%和67.3%,形勢非常嚴(yán)峻。利用生物炭與其它化肥復(fù)合生產(chǎn)緩控釋肥料,可以提高有效利用率1倍以上,對農(nóng)業(yè)節(jié)約投入、增產(chǎn)增收和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。生物質(zhì)炭中的碳元素有著高度芳香化的特征,生物質(zhì)炭在土壤中極為穩(wěn)定,它的固碳時(shí)間達(dá)數(shù)百年至數(shù)千年之久。
廢棄物生物質(zhì)炭化利用過程將一大部分綠色植物光合產(chǎn)物碳以生物質(zhì)炭的形式固定下來,與直接燃燒或還田相比,有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)時(shí)間大幅度延長,將大氣二氧化碳更長時(shí)間地封存于土壤。有研究表明,生物質(zhì)炭穩(wěn)定性強(qiáng),在土壤中至少存留幾百年。其次,生物質(zhì)炭化過程還回收利用了有機(jī)質(zhì)中大部分的養(yǎng)分資源和一部分能量,既節(jié)約了能源,又減少了化學(xué)肥料施用,進(jìn)而減少了化學(xué)肥料生產(chǎn)過程中的溫室氣體排放。第三,生物質(zhì)炭施用后還能減少農(nóng)田溫室氣體直接排放。對多個(gè)田間試驗(yàn)的數(shù)據(jù)整合分析發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭施用后農(nóng)田氧化亞氮和稻田甲烷排放分別降低13.6%和15.2%,每生產(chǎn)1千克谷物溫室氣體排放量減少3.5千克二氧化碳當(dāng)量。按照2018年全國糧食產(chǎn)量6.58億噸計(jì),生物質(zhì)炭施用當(dāng)年全國溫室氣體排放可減少23億噸二氧化碳當(dāng)量。因此,生物質(zhì)炭農(nóng)業(yè)應(yīng)用的碳中和潛力巨大。生物質(zhì)炭含有一定量的有毒化合物(酚類),能抑制微生物對有機(jī)碳的分解活性。天津污泥生物質(zhì)炭豐度控制
南京智融聯(lián)科技有限公司的秸稈生物質(zhì)炭是一種具有高成炭率、優(yōu)異性能、廣泛應(yīng)用場景和綠色環(huán)保的產(chǎn)品。山東玉米生物質(zhì)炭購買
區(qū)別于生活和環(huán)境用途的木炭和活性炭,農(nóng)業(yè)廢棄物生物質(zhì)炭的功能是施用于土壤,提升耕地質(zhì)量。生物質(zhì)炭農(nóng)業(yè)應(yīng)用經(jīng)歷了直接施用和炭基肥施用兩個(gè)重要階段。將生物質(zhì)炭直接施用到農(nóng)田土壤中,可改良土壤結(jié)構(gòu),增加土壤孔隙度、降低容重、增強(qiáng)保水性能等,進(jìn)而提高土壤肥力水平和作物產(chǎn)量[4]。但對生產(chǎn)者來說,經(jīng)濟(jì)效益是生物質(zhì)炭應(yīng)用的關(guān)鍵,價(jià)格因素是限制生物質(zhì)炭大范圍推廣應(yīng)用的主要原因。因技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模所限,當(dāng)前生物質(zhì)炭價(jià)格普遍在2000~3000元/噸。如果每畝糧食生產(chǎn)施用1噸生物質(zhì)炭,數(shù)千元的成本讓農(nóng)民難以接受。目前,直接施用生物質(zhì)炭于經(jīng)濟(jì)作物(例如人參、三七等中藥材和大蒜、山藥等)生產(chǎn)中。因此,只有降低施用成本,才能發(fā)揮生物質(zhì)炭的土壤改良與固碳效益。山東玉米生物質(zhì)炭購買