《生物炭的疏水性与生物炭改良土壤的斥水性和持水能力的关系》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2020-05-06
  • 向土壤中添加生物炭可能会改变土壤的疏水性并影响土壤的水力学特性。土壤的疏水性,即土壤的斥水性(SWR) 可以中断水的渗透并形成优先水流,从而导致土壤侵蚀或地下水污染等潜在风险。迄今为止,不同生物炭对土壤疏水性的影响尚不清晰,土壤斥水性与土壤的水力学特性的关联仍是未知的。为建立生物炭的疏水性与土壤斥水性(SWR)和土壤持水量(WHC)的关联,我们将27种不同原料和热裂解温度的生物炭的表面结构和化学组成进行表征,并对添加了生物炭的土壤的斥水性(SWR)和土壤持水量(WHC)进行了研究。生物炭表面的羧基、表面积和孔隙容积受热裂解温度影响最大,这表明决定生物炭疏水性严重程度的最主要因素是热裂解温度。生物炭改良后,亲水性土壤变为疏水性土壤。添加率越高导致亲水土壤的斥水性越强。添加生物炭增加了总有机碳(TOC)含量低的亲水土壤的持水量。生物炭对总有机碳(TOC)含量高的疏水性土壤的斥水性(SWR)和土壤持水量(WHC)没有显著影响。这表明,生物炭对土壤斥水性(SWR)和土壤水力学特性的影响主要取决于土壤原始的疏水性和总有机碳(TOC)含量。因此,在应用生物炭之前应考虑到生物炭的性质及其对土壤疏水性和水力学特性的影响。

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    • 编译者:季雪婧
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    • 由于生物炭对不同种类污染物的高吸附能力,因而提倡生物炭为污染土壤的新型修复策略。然而,目前尚不清楚生物炭应用于土壤后,这种非凡的吸附能力能维持多长时间。在本研究中,研究了商业生物炭应用于农业土壤,以及在0至2年的不同老化期间,莠去津和菲在生物炭改性土壤上的吸附作用。与未处理的土壤相比,新鲜生物炭在土壤中的应用使莠去津和菲的吸附系数(Kd)明显增强(分别在Ce = 0.01 Sw时为3.13和2.93倍)。随着老化时间的延长,生物炭的表面积先增大后减小。相应地,莠去津和菲在生物炭修正土壤上的吸附首先增加,然后显着下降。根据Kd值随老化时间的变化趋势,可以预测生物炭改良土壤的吸附能力将在2.5年后降低到未处理土壤的水平。
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    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2015-05-28
    • 马德里大学的资源评价研究小组提出了一种最优解决鸡粪和牛粪的解决方案。生物炭是一种通过加热而高温分解获得的材料,是一种施用到土壤的有机肥,它不仅能够对作物产量产生正效应,而且与直接在土壤中施用有机废弃物相比,能够显著减少二氧化碳的排放。 来自城市、工业或农业资源的生产废料是我们社会的主要环境问题。废弃物的回收、重新利用是我们当今需要面临的问题。事实上,欧盟采用此战略来提高资源利用率。所讲的废弃物包括肥料,在过去几年里,由于集约化养殖它的产量增加,传统方法是作为土壤的改良剂。然而,大批量的生产而产生的环境问题(高浓度养分引起的地下水的富营养化和污染、甲烷的排放量和异味)有必要为废弃物的管理另辟蹊径。在低温和惰性气体环境下,利用热分解规模化生产生物炭引起重视。 马德里大学利用牛粪、猪粪和鸡粪生产生物炭,研究表明生产的生物炭是一种富含养分、稳定有机质和高离子交换量的有机肥料,这为利用生物炭作为肥料改良土壤、提高作物产量提供了良好证据。除此之外,结果显示有机废弃物的高温分解还具有其他的环境效益,比如减少土壤养分的淋失、减少废弃物的体积、去掉原材料的异味和病原菌。与直接使用有机废弃物相比,有机废弃物高温分解后可以极大减少二氧化碳的释放。这些研究成果引起了广泛的关注,能够为农民和公司提供实际应用。 相关论文可以访问:Agronomic properties of biochars from different manure wastes. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2015; 111: 173 DOI: 10.1016/j.jaap.2014.11.014