生物質(zhì)炭由生物質(zhì)在缺氧條件下經(jīng)過(guò)高溫轉(zhuǎn)化而成,是一種富含碳素的多孔固體顆粒物質(zhì)。大量有機(jī)廢棄物都可用作制備原料。這一“古老”的新生事物能將生物質(zhì)中不穩(wěn)定的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化固定,還因具備多重潛在價(jià)值引起土壤學(xué)家、農(nóng)學(xué)家、環(huán)境學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、能源學(xué)家的興趣。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,土壤中添加生物質(zhì)炭可以改善持水能力和養(yǎng)分供應(yīng),增加微生物活性,利于作物增產(chǎn);在工業(yè)領(lǐng)域,生物質(zhì)炭可以用作電池電極或催化劑,比如電池中石墨的替代品;在環(huán)境領(lǐng)域,生物質(zhì)炭作為優(yōu)良的吸附材料可以去除環(huán)境中的污染物,還可以吸附游離碳和氮化合物,減少生物質(zhì)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中溫室氣體的排放。秸稈生物質(zhì)炭可以改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,增加作物產(chǎn)量。貴州定制生物質(zhì)炭豐度控制
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(guò)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(lái)改善微生物生存環(huán)境。生物質(zhì)炭對(duì)有毒化合物的吸附,如酚類(lèi)、農(nóng)藥等,可以降低這些有害物質(zhì)的移動(dòng)性,進(jìn)而保障微生物的正?;顒?dòng);而生物質(zhì)炭對(duì)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?jī)?nèi)部的物理保護(hù),降低了與微生物群體的接觸機(jī)會(huì),進(jìn)而對(duì)微生物活動(dòng)產(chǎn)生抑制。此外,生物質(zhì)炭添加對(duì)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(zhǎng)和代謝。福建小麥生物質(zhì)炭生物質(zhì)炭中含有一定量的可利用有機(jī)碳成分,微生物可能會(huì)優(yōu)先利用這部分碳,從而減少了對(duì)原有機(jī)碳的分解。
有研究表明,裂解溫度與pH值和CEC的相關(guān)系數(shù)為0.58和0.30。即隨著裂解溫度的升高,生物炭的pH值增加,這是因?yàn)榱呀鉁囟仍黾恿松锾康幕曳趾?;裂解溫度與生物炭CEC呈正相關(guān),這可能是由于過(guò)高的裂解溫度增加了生物炭的灰分,進(jìn)而增大了生物炭的CEC。另外,有研究對(duì)pH值和CEC的相關(guān)性進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示pH值和CEC呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.26。生物炭呈堿性,能夠明顯提高土壤pH,改變土壤質(zhì)地,增大鹽基交換量,從而引起土壤CEC增加,影響植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收效果
近年來(lái),由于生物質(zhì)的可再生性,生物質(zhì)質(zhì)炭的工藝不斷改進(jìn)升級(jí),從傳統(tǒng)的外部供熱碳化干餾工藝,逐步轉(zhuǎn)向自生可燃?xì)庋h(huán)燃燒供熱工藝,或是采用生物質(zhì)炭化、干餾、氣化多聯(lián)產(chǎn)工藝,這些工藝促進(jìn)了生物質(zhì)制炭產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,農(nóng)作物產(chǎn)量不斷提高、農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展以及新農(nóng)村建設(shè)不斷展開(kāi),包括農(nóng)作物秸稈在內(nèi)的各種農(nóng)林廢棄物總量和種類(lèi)呈上升趨勢(shì)。特別是近十年來(lái),隨著農(nóng)村城市化進(jìn)程步伐的加快,農(nóng)民生活水平明顯提高,對(duì)于可用作燃料和肥料的農(nóng)林廢棄物利用率越來(lái)越低。農(nóng)林廢棄物的高效處理處置及資源化利用已成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)難題。隨著國(guó)家對(duì)秸稈綜合利用的重視度較高,生物炭技術(shù)作為秸稈綜合利用的重要途徑之一,必將在全國(guó)范圍內(nèi)得到大規(guī)模推廣和應(yīng)用,同時(shí)在“雙碳”背景下,我國(guó)生物炭產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將不斷加快,未來(lái)行業(yè)發(fā)展前景可期。生物質(zhì)炭可以增加土壤肥力,提高酸性土壤pH,激發(fā)土壤微生物活性以及鈍化有害污染物。
生物質(zhì)炭是一種多孔質(zhì)炭材料,外觀黑色,形狀主要有粉狀和顆粒狀。生物質(zhì)炭根據(jù)原料來(lái)源不同,可以分為木炭、稻殼炭、秸稈炭等。秸稈炭理化特性:每千克炭中合鉀53g、氮4.3g、磷2.6g、鎂3.52g、微量元素銅0.015g、鐵0.58g、鋅O.11g,比表面積171m2/g。生物質(zhì)炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),較大的比表面積,特異的表面官能團(tuán),穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì),能耐酸堿,能經(jīng)受水濕、高溫及高壓,特別是制成活性炭后,是優(yōu)良的吸附、凈化材料、也可以作為催化劑或催化劑載體。生物質(zhì)炭的制備方法簡(jiǎn)單多樣,包括高溫?zé)峤狻⑺疅崽蓟?、傳統(tǒng)碳化等類(lèi)型。制備場(chǎng)地也靈活多樣,從大型工業(yè)到小型家庭規(guī)模,甚至在農(nóng)田場(chǎng)地都可以制得。因此,其在應(yīng)用和推廣方面具有優(yōu)勢(shì)。不過(guò),目前生物質(zhì)炭的有效性取決于其物理和化學(xué)特性,而這些特性受到廢棄物本身的可利用性和生產(chǎn)加工制造等因素的影響,對(duì)其機(jī)理還需進(jìn)一步系統(tǒng)研究。生物質(zhì)炭添加到土壤中后可導(dǎo)致土壤中的微生物量和代謝活性增加。吉林小麥生物質(zhì)炭功能是什么
生物質(zhì)炭是作物秸稈、果木修剪枝條、動(dòng)物糞便等各種來(lái)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。貴州定制生物質(zhì)炭豐度控制
在氣候變化的大背景下,農(nóng)田固碳(增加土壤有機(jī)質(zhì))減排(來(lái)自有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的甲烷和化肥施用產(chǎn)生的氧化亞氮)是農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)和技術(shù)途徑。科學(xué)家比較了多種減排技術(shù),發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭土壤施用固碳減排潛力極為。和碳固定與碳封存、生物能源利用、土壤固碳等當(dāng)前較為流行的技術(shù)相比,生物質(zhì)炭化還田環(huán)境代價(jià)小、成本低,且經(jīng)濟(jì)可行。即利用了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物質(zhì),又進(jìn)一步起到了固碳減排的作用。因此生物質(zhì)炭在未來(lái)綠色農(nóng)業(yè)中具有極大的應(yīng)用潛力。貴州定制生物質(zhì)炭豐度控制