来自泰国和巴基斯坦的一个研究小组研究了生物炭的特点来源于污水污泥和rubberwood锯末。他们的发现发表在《华尔街日报》可持续性这个星期。
研究:生物炭的特点源自的热解和Co-Pyrolysis Rubberwood锯末和污水污泥进行进一步的应用。图片来源:StorKiss / Shutterstock.com
气候变化和可持续发展的问题
人类活动引起了前所未有的破坏自然世界的几世纪,地质上的一个极小的时间尺度。人类大量利用自然资源,如化石燃料和工业和农业用水的活动,以及大片的土地用于商业目的。人口的快速增长对环境和城市化大大增加了压力。
遥控武器站的pH值、SS、RWS50: SS50, RWS75: SS25从热解生物炭在550°C。数据代表了基于实验一式三份的平均值和标准差。比较四种治疗方法明显不同(图基,p < 0.05),所有的治疗都是由小写字母表示(模拟)。图片来源:阿里,L et al .,可持续性
由于人类活动和气候变化的问题体现在全球气温上升,降水的变化,极端气候事件、洪水、和低土壤质量。人口快速增长需要越来越工业化食品生产养活世界。人类社会可持续发展的大问题,绝大多数经济体目前设计以线性方式,原始资源利用,加工,处理后使用。
实现循环经济的研究越来越关注的领域。在循环经济模型中,产生的废物回收产品的生命,重用,和改造成增值产品,然后反馈到生产流。实现循环经济将与气候变化解决紧迫的问题,污染,日益减少的自然资源。
利用生物炭在农业
农业是人类进步最重要的工业部门。政府食品安全是至关重要的,但工业化农业和粮食生产的增长在过去的几十年里带来了环境问题。
土地和水资源的问题使用一个中央关心农业和食品产业。土壤质量和减少营养物质的损失随着时间的推移,从植物吸收引起的长期可持续性和收益率问题至关重要的作物用于食品,越来越多的生产生物燃料。缺乏合适的耕地和森林砍伐来恢复土地作物和牲畜加剧了这个问题。化学肥料导致营养摄取不足的问题,浸出的化学物质进入环境,有限的资源开发。
最近,有机肥料已经广泛地探讨研究。一种有机肥料,是生物炭,这是由有机质的热解。碳密度异构物质,也富含矿物质和高度稳定和多孔。
生物炭减少农业产业的碳足迹当用作土壤改良剂,是可持续生产,改善土壤的物理性质,当用作缓释肥料,避免营养损失及其对产量的影响。此外,使用生物炭可以减少土地利用问题和浸出的污染物进入环境。
扫描电镜的照片(一个遥控武器站生物炭,b)SS生物炭,(c)RWS50: SS50生物炭,(d)RWS75: SS25生物炭,(右侧的数据(c,d)显示遥控武器站生物炭,而左边显示党卫军生物炭),和红圈显示粒子的毛孔。yabo214图片来源:阿里,L et al .,可持续性
这项研究
生物炭可以从生物质生产来自农业和工业废水。的研究调查了可再生能源的生产和使用生物炭污水污泥和rubberwood锯末。他们还探讨了原料的co-pyrolysis 50:50的混合物和75:75 rubberwood锯末/污水污泥。
作者提出了一个彻底的对目前的研究视角对生物炭作为土壤增加农业和化肥,超过一百评论过去的二十年中包括他们的文献综述。这些研究涵盖了大量的相关研究问题。
Rubberwood锯末是来自一个工厂,污水污泥是获得一个金枪鱼罐头工厂,都在泰国。生物炭是正交和co-pyrolyzed使用慢速热解方法。热解后,样品被放置在容器和允许冷却,被放置在干燥器之前去除水分。
研究分析了生物炭的性质,如原子比率确定特征和基本组件,轻度和重度元素,生物炭的pH值,碳封存,稳定性、表面形态和水力特性。
生物炭样品的水释放和剩余的行为。图片来源:阿里,L et al .,可持续性
红外光谱是用来识别官能团,阐明基于文学调查结果。SEM和打赌分析用于确定面积等特征,孔隙体积和孔隙结构。此外,提出了一种热重量分析的研究。
研究结果的分析表明,rubberwood锯末生物炭具有碳含量但低氧含量很高,而生物炭来源于污水污泥高灰分含量,但低碳含量。x射线荧光光谱显示高含量无机元素,如硅、铁、镁、锌在污水污泥生物炭。生物炭的pH值从8.42到-10.02不等。Rubberwood锯末生物炭具有更大的孔径和表面面积低于其他生物炭。
根据他们的观察,作者指出,制造生物炭混合改善材料的机械、理化性质,使其更适合农业用途。亚博网站下载研究结果为进一步研究和应用提供了坚实的基础,从污水污泥生物炭,rubberwood锯末和两者的混合微生物。
进一步的阅读
阿里,L et al。(2022)生物炭的特点源自的热解和Co-Pyrolysis Rubberwood锯末和污水污泥进行进一步的应用(在线)可持续性3829 (7)| mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/2071-1050/14/7/3829
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