用秸稈制備的活性炭,由于對(duì)銅離子有較好的吸附作用,已經(jīng)用于處理廢水中的銅離子。以椰子殼為原料制備的活性炭,也已經(jīng)用于對(duì)蔗糖溶液進(jìn)行脫色。之前,許多工廠都是用二氧化硫?qū)μ且哼M(jìn)行脫色處理,帶來(lái)了環(huán)境污染。而椰殼活性炭具有毛細(xì)孔分配均勻和吸附力強(qiáng)的特點(diǎn),且可多次使用,既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。稻殼制備活性炭的工藝簡(jiǎn)單、成本低,對(duì)中傷害人體健康的焦油、煙氣中煙堿有良好的吸附作用,可以用來(lái)去除這些有害物質(zhì)。城市污水中的污泥也可以用作生產(chǎn)活性炭的原料,并且污泥活性炭已用于對(duì)染料廢水進(jìn)行脫色。此外,污泥制成的活性炭還可作為填充劑和著色料,用于聚氯乙烯防水卷材、聚乙烯塑料管材以及橡膠密封墊圈、橡膠輸送帶等制品的生產(chǎn),提高這些制品的性能。生物質(zhì)炭是由動(dòng)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。湖北生物質(zhì)炭用途是什么
生物炭密度低,呈堿性,吸水能力大。1克生物炭可吸4克左右水。11年連續(xù)每年施用12t/ha玉米秸稈炭,土壤容重從不施生物炭的1.06gcm-3降低到0.73gcm-3,田間持水量(waterholdingcapacity)從50%增加到78%,田間土壤水分含量從26%提高到37%。不同于大量一次施用生物炭,連續(xù)11年每年施用12t/ha生物炭對(duì)土壤pH沒有明細(xì)影響。降低了土壤有效態(tài)鐵(Fe)、錳(Mn)和銅(Cu),但增加了有效鋅(Zn)含量。增加了土壤總碳、易氧化碳和可溶性有機(jī)氮含量。連續(xù)11年每年施用2.4t,6t和12t/ha使土壤飽和導(dǎo)水率增加了14%,31%和55%,土壤陽(yáng)離子交換量(cationexchangecapacity-CEC)分別增加了5.76到20.35%。CEC的增加對(duì)提高土壤K+,NH4+吸持量具有重要意義。理論上計(jì)算,每增加CEC1cmolkg-1,可增加K+吸持0.68t/ha,或NH4+吸持0.25t/ha。生物炭還能降低土壤比較高溫,提高土壤比較低溫,減小土壤溫度變幅。江蘇玉米生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法秸稈生物質(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。
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(yáng)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(duì)土壤陽(yáng)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(duì)陽(yáng)離子的吸附能力,增加耕層土壤CEC。生物炭對(duì)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(duì)重金屬離子的吸附和固定加強(qiáng),說(shuō)明了生物炭對(duì)重金屬的吸附與生物炭的表面官能團(tuán)和pH值有關(guān)。
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(duì)生產(chǎn)者來(lái)說(shuō),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?jī)r(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。生物質(zhì)炭可以去除環(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)化過程中溫室氣體的排放。
生物炭(Biochar)是利用生物殘?bào)w在缺氧的情況下,經(jīng)高溫慢熱解(通常<700℃)產(chǎn)生的一類難溶的、穩(wěn)定的、高度芳香化的、富含碳素的固態(tài)物[1]。生物炭多為顆粒細(xì)、質(zhì)地較輕的黑色蓬松狀固態(tài)物質(zhì),主要組成元素為碳、氫、氧、氮等,含碳量多在70%以上。生物炭可溶性極低,具有高度羧酸酯化和芳香化結(jié)構(gòu)[2–3],其原料來(lái)源,農(nóng)業(yè)廢棄物如雞糞、豬糞、木屑、秸稈以及工業(yè)有機(jī)廢棄物、城市污泥等都可作為其原料[4]。生物炭原材料尺寸的大小會(huì)影響到生物炭產(chǎn)率,主要表現(xiàn)為尺寸增大生物炭產(chǎn)量隨之增加。我們的生物質(zhì)炭是由秸稈等農(nóng)作物廢棄物制成,能夠有效利用農(nóng)作物廢棄物資源。江蘇玉米生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法
生物質(zhì)炭的添加可以刺激土壤微生物活動(dòng),從而影響微生物群落的特性及代謝酶活性。湖北生物質(zhì)炭用途是什么
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(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Terra Preta。科學(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(lái),全球掀起了對(duì)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。科學(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。湖北生物質(zhì)炭用途是什么