湖北環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)

來源: 發(fā)布時間:2023-10-12

熱解過程中,生物質(zhì)原料的結(jié)構(gòu)基本印記在了生物炭中,對生物炭的物理化學(xué)性質(zhì)具有決定性影響。生物質(zhì)熱解過程中,質(zhì)量損失(大部分以揮發(fā)有機(jī)物的形式)及不相稱的收縮或體積減少的發(fā)生,導(dǎo)致礦物及碳骨架形成,并且保留了原料的基本孔隙和結(jié)構(gòu)特征。生物炭的孔一般按直徑大小分為大孔(ID>50nm)、中孔(2nm<ID<50nm)和微孔(ID<2nm)。生物炭中保留的植物生物質(zhì)原料的蜂窩狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成了其主要的大孔。微孔主要由熱解過程中碳的損失及碳架的斷裂收縮形成。雖然大孔可能會作為微孔的前體,但是微孔貢獻(xiàn)了生物炭的大部分比表面積,微孔的含量與比表面積呈正相關(guān)。生物質(zhì)炭中的糖脂(Glycolipids)、磷脂質(zhì)(Phospholipids)等脂肪族化合物是微生物利用的主要成分。湖北環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)

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我國農(nóng)業(yè)面臨土壤肥力低、化肥農(nóng)藥施用量大、土地退化普遍,以及農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用難等問題,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳中和充滿挑戰(zhàn)。我們提出了基于作物秸稈熱裂解的生物質(zhì)炭科技與工程構(gòu)想,作為我國農(nóng)業(yè)實現(xiàn)綠色和可持續(xù)發(fā)展的新途徑[3]。2017年,秸稈炭化還田被列入國家秸稈處理模式之一。2020—2021連續(xù)兩年,秸稈炭化還田入圍農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重大性技術(shù)榜單。十多年的實踐證明,生物質(zhì)炭化還田是實現(xiàn)土壤改良、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、食物質(zhì)量與環(huán)境友好的綠色農(nóng)業(yè)科技,能夠服務(wù)于國家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。至此,生物質(zhì)炭基農(nóng)業(yè)進(jìn)入了全球視野。湖南油菜生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)生物炭幾乎是純碳,埋到地下后可以有幾百至上千年不會消失,等于把碳封存進(jìn)了土壤。

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生物質(zhì)炭含有發(fā)達(dá)的孔隙,施用于土壤,可有效降低土壤容重,改善土壤孔隙結(jié)構(gòu),促進(jìn)作物根系生長,增強(qiáng)植株對水分和養(yǎng)分的吸收能力,進(jìn)一步提高作物對不良環(huán)境的適應(yīng)能力。同時,生物黑炭含有豐富的有機(jī)大分子,與肥料配施情況下,明顯提高土壤對NH4+—N的吸附與固持作用。同時,可在作物生長期間持續(xù)釋放氮素,保障作物生長的需求。研究表明,旱地土壤施用小麥秸稈生物質(zhì)黑炭20~40噸/公頃,土壤有機(jī)碳分別增加了25%~42%,土壤容重降低0.17~0.28克/厘米3,每千克氮肥增產(chǎn)由對照的1.25千克提高到2千克以上,玉米產(chǎn)量增加了10%~18%。生物質(zhì)炭施用下,作物根系發(fā)達(dá),植株堅挺健壯,抗病少蟲,強(qiáng)降雨下不易倒伏,可明顯減緩或規(guī)避氣候變化引起的蟲害、倒伏和旱災(zāi)。因此,生物質(zhì)炭的農(nóng)業(yè)利用是一種保障作物生產(chǎn)的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、實現(xiàn)資源循環(huán)高效利用的新型技術(shù)

研究表明制備溫度對生物炭的吸附有很大的影響,因為隨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。這是因為溫度升高,孔結(jié)構(gòu)及復(fù)雜性降低,導(dǎo)致比表面積增大。生物質(zhì)炭的添加對土壤質(zhì)地、土壤性質(zhì)以及土壤微生物群落等產(chǎn)生巨大的影響,并影響土壤原有機(jī)碳的礦化速率。

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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)時間大幅度延長,將大氣二氧化碳更長時間地封存于土壤。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。對多個田間試驗的數(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,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。陜西蘆葦生物質(zhì)炭購買

生物質(zhì)炭對作物產(chǎn)量的總體效應(yīng),結(jié)果表明生物質(zhì)炭能平均增產(chǎn)13%。湖北環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)

生物炭性質(zhì)受原材料影響很大。制備生物炭的原料主要有秸稈、殼類、木質(zhì)、糞污、污泥和其他。碳含量以木質(zhì)比較高,污泥類比較低。灰分以糞污比較高,木質(zhì)比較低。比表面積以竹炭比較高,秸稈類較低。pH以棉花稈、再力花、竹炭、污泥為高,以小麥秸稈、玉米秸稈為低。CEC(陽離子交換量)以大豆秸稈為高,小麥秸稈為低。我們嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié),確保產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。我們擁有先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和檢測設(shè)備,對原材料進(jìn)行嚴(yán)格篩選和檢測,確保產(chǎn)品的純度和穩(wěn)定性。我們還擁有完善的售后服務(wù)體系,為客戶提供及時的技術(shù)支持和解決方案。湖北環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)