生物炭环境效应和在农业面源污染防治中的作用
生物质炭在农田生态系统中的应用
生物质炭在农出生态系统中的应用摘要近年来,生物质炭作为一种应对气候变化实现农田生态系统固碳减排的重要措施, 被广泛应用于各类室内以及出间试验中,因此施用生物炭已经成为一种实现农田生态系统固碳减排的双贏策略。
通过总结归纳生物炭对作物产疑、酸性土壤理化性质、温室气体排放以及固碳等方面的影响,以期为实现生物炭在农出生态系统中的推广应用提供理论依据。
关键词生物质炭:气候变化;作物产量;温室气体排放:农田生态系统:应用人类的农业生产活动以及其他措施大幅度影响丄壤碳氮循环变化,英表现和影响之一就是大气中温室气体的含量不断增加,从而导致全球气候持续变暖等负而效应【1】。
如何减少上地利用中温室气体排放增加陆地生态系统碳汇是当前减缓气候变化研究的热点【2】。
上壤是陆地生态系统的主要碳库,而上壤碳库对上壤肥力以及作物产量等有重要的影响。
碳、氮循环是农田生态系统最基本的生态过程,受到人为作用的影响和调控,同时对农阳生态系统的稳左性、生产力及其环境效应具有关键性的影响。
由于施吧量大、用地方式不合理等原因造成的上壤肥力退化、上壤酸化等情况,严重威胁着环境安全以及可持续发展的落实。
因此,找到切实可行的减排固碳措施能够达到生产与环境的双贏。
为了应对丄壤碳库以及气候变化,各类措施已经被广泛实施与应用,但是效果并不显著。
例如秸秆还田虽然可以增加蔬菜产量,但是由于上壤的矿化作用等过程,并不能对上壤碳库产生持续的彫响(短于30年),还会造成温室气体排放的增加。
而生物炭由于英在上壤中的稳泄性以及其碳负性固碳理念,在近些年来被作为一种良好的减排措施广泛应用于各类试验中。
生物炭是指各种有机植物残体在无氧条件下高温热解或者气化后的固态产物的统称,能够有效减少农业生态系统中N2O的排放,增加农业上壤有机碳含量并且不增加或者少量增加CH4与CO2的排放。
同时,生物炭还能够改良丄壤,提高作物的生产力,因而可以作为农业应对气候变化的增汇、增产的双赢途径。
生物质炭化技术及其在农林废弃物资源化利用中的应用
生物质炭化技术及其在农林废弃物资源化利用中的应用吕豪豪;刘玉学;杨生茂【摘要】随着科学技术不断进步和农村经济快速发展,包括农作物秸秆在内的各种农林废弃物总量和种类显著增加,农林废弃物的高效处理及资源化利用已成为制约农业可持续发展的一个难题.生物质炭化技术是近年来新兴的农林废弃物资源化利用新技术.该技术主要通过将农林废弃物生物质炭化并以稳定的碳形式固定形成新型的生物炭产品.生物炭不仅在固碳减排、改良土壤与肥料增效方面具有良好作用,而且在土壤修复与水污染处理等一系列环境资源领域中也具有广阔的应用前景.本文阐述了我国农林废弃物资源化利用的现状以及生物质炭化及生物炭物理化学性质特征,重点探讨生物炭产品在农业及环境资源领域的应用现状与发展前景,并对生物炭技术领域及其在未来农业及环境中的应用进行展望,旨在为农林固体废弃物高效资源化提供新的思路,为农林废弃物的高效循环处理利用提供新的模式.【期刊名称】《浙江农业科学》【年(卷),期】2015(056)001【总页数】4页(P19-22)【关键词】农林废弃物;生物质炭化;固碳减排;生物炭;多孔性结构【作者】吕豪豪;刘玉学;杨生茂【作者单位】浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江省生物炭工程技术研究中心,浙江杭州310021;浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江省生物炭工程技术研究中心,浙江杭州310021;浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江省生物炭工程技术研究中心,浙江杭州310021【正文语种】中文【中图分类】TK6文献著录格式:吕豪豪,刘玉学,杨生茂.生物质炭化技术及其在农林废弃物资源化利用中的应用[J].浙江农业科学,2015,56(1):19-22.DOI 10.16178/j.issn.0528⁃9017.20150105随着科学技术不断进步和农村经济快速发展,农作物产量不断提高、农产品加工产业迅速发展以及新农村建设不断展开,包括农作物秸秆在内的各种农林废弃物总量和种类呈上升趋势,特别是近十年来,随着农村城市化进程步伐的加快,农民生活水平明显提高,对于可用作燃料和肥料的农林废弃物利用率越来越低,农林废弃物的高效处理处置及资源化利用已成为制约农业可持续发展的一个难题。
生物炭制备及其在环境保护中的应用
生物炭制备及其在环境保护中的应用生物炭是一种新兴的生态环保材料,它以各种生物质、城市厨余垃圾、林业和农业残留物、锯末等为原料,经过炭化和煅烧制成的一种黑色多孔碳质固体。
随着环保行业的不断发展,生物炭在环境保护领域中的应用也越来越广泛。
一、生物炭的制备技术1. 炭化法炭化是将生物质材料加热至600-900℃的温度下,并在没有氧气的环境下进行的一种加热过程。
在这个过程中,有机物质分解为气体和液体,留下固体炭。
炭化法生产的生物炭具有高比表面积和孔隙度,对环境有较好的净化作用。
2. 气化法气化法是将生物质材料在高温和高压下,通过蒸汽和空气的反应,将其转化为一种类似天然气的气体,在这个过程中,固体炭通过类似于炭化的过程,生成一种多孔的生物炭。
气化法制备的生物炭可用于石化、化工、冶金等行业,也可以用于制备生物质能源。
3. 煅烧法煅烧法是将生物炭在高温和高压下进行煅烧,可获得具有高比表面积和活性成分的生物炭材料。
煅烧法生产的生物炭可用于制备活性炭、生物炭复合材料等。
二、生物炭在环境保护中的应用1. 水污染治理生物炭具有高比表面积和孔隙度,能够吸附水中的重金属离子、有机物等污染物,使之净化。
同时,生物炭也可以促进污水中的微生物活性,加速有机物的降解和废水处理速度。
2. 土壤修复随着农业和工业的发展,农业用地和工业用地经常受到污染,土壤中含有大量有害物质。
生物炭可以加速土壤中的微生物活性,增加土壤中微生物的数量,从而加快土壤中的有机物降解和重金属的迁移,降低土壤污染物的浓度。
3. 空气污染治理燃煤和机动车尾气是空气污染的主要来源,而生物炭能够吸附空气中的有害物质,净化空气,保护人们的身体健康。
4. 市政建设生物炭可以用来制备水净化材料、路面养护材料等市政材料。
它具有多孔结构和优异的吸附性能,对于路表的排放污染物具有很好的去除效果。
5. 农业用途生物炭可以用于改善土壤结构和性质,增强土壤和植物间相互作用,增强作物的耐旱、耐酸、耐碱和抗逆能力,提高农田生产力和经济效益。
生物炭对土壤微生物群落的影响及作用机制研究
生物炭对土壤微生物群落的影响及作用机制研究
生物炭是一种由有机材料经过热解而得到的炭质固体材料。
近年来,
生物炭被广泛应用于农业领域,用于改善土壤质量、提升农作物产量和保
护环境。
研究发现,生物炭可以对土壤微生物群落产生显著影响,并且在
土壤中发挥重要的作用。
首先,生物炭对土壤微生物群落的影响主要体现在调节微生物的数量
和组成。
研究表明,生物炭可以显著增加土壤中的微生物数量,特别是土
壤中的真菌数量。
这是由于生物炭具有高比表面积和孔隙结构,可以提供
大量的微生物生长空间,促进微生物的繁殖。
此外,生物炭还可以通过吸
附和解毒作用,减轻土壤中的重金属和有机污染物对微生物的毒性,进一
步促进微生物的生长。
研究还发现,生物炭的应用也可以改变土壤微生物
的组成,促进优势微生物的生长,抑制病原微生物的繁殖。
总的来说,生物炭对土壤微生物群落的影响是多方面的,并且其作用
机制也较为复杂。
研究表明,生物炭的应用可以显著改变土壤微生物群落
的数量和组成,促进有益微生物的生长,减轻土壤中的污染物对微生物的
毒性,进而提高土壤质量和农作物产量。
然而,对于生物炭对土壤微生物
群落的具体影响机制,还有一些问题需要进一步研究,例如其中关键的微
生物群落结构变化、微生物代谢产物的组成及其对土壤生态系统功能的影
响等,这些研究将有助于更好地理解生物炭对土壤微生物群落的作用机制,为其在农业生产和环境保护中的应用提供科学依据。
生物炭的重要作用
生物炭的重要作用
生物炭是生物质在缺氧条件下热解形成的稳定的富碳产物,它具有以下重要作用:
1. 土壤改良:生物炭可以改善土壤的物理、化学和生物学性质。
它能增加土壤的碳含量,提高土壤的保水性、通气性和肥力,促进植物生长。
2. 碳封存:生物炭可以将生物质中的碳固定在土壤中,从而减少二氧化碳的排放,有助于应对全球气候变化。
3. 环境修复:生物炭对一些污染物如重金属、农药和有机物具有吸附能力,可以用于污染土壤和水体的修复。
4. 能源生产:生物炭可以作为一种可再生能源,通过热解生物质产生热能。
此外,生物炭还可以用于生产生物燃料。
5. 温室气体减排:生物炭的生产和使用可以减少甲烷等温室气体的排放,因为它可以将甲烷转化为二氧化碳。
6. 废弃物处理:生物炭可以将农业废弃物、城市固体废弃物等转化为有价值的产品,实现废弃物的资源化利用。
总之,生物炭在环境保护、可持续农业、能源领域等方面具有重要的应用价值。
然而,生物炭的应用也需要综合考虑其环境影响和可持续性,以确保其正面作用的发挥。
生物炭碱处理
生物炭碱处理导言:生物炭碱处理是一种有效的环境修复技术,可以用于土壤和水体的污染治理。
本文将介绍生物炭碱处理的原理、应用和效果,并探讨其未来发展的趋势。
一、生物炭碱处理的原理生物炭碱处理是利用生物炭对酸性环境进行中和的一种技术。
生物炭是一种由有机废弃物经过高温热解得到的炭质材料,具有高孔隙度和大比表面积的特点。
生物炭能够吸附并稳定有害物质,同时通过碱性反应中和酸性物质,从而调节土壤和水体的pH值,改善环境质量。
二、生物炭碱处理的应用1. 土壤污染治理生物炭碱处理可以用于修复受酸性污染的土壤。
酸性土壤常常导致植物生长受限,生物炭碱处理可以中和土壤酸性,改善土壤结构和肥力,提升植物生长环境。
此外,生物炭还能吸附土壤中的重金属和有机污染物,减少其对植物和生态系统的危害。
2. 水体污染治理生物炭碱处理也可以应用于水体污染治理。
酸性水体常常导致水生生物死亡和水质恶化,生物炭碱处理可以中和水体酸性,提升水质稳定性。
此外,生物炭还能吸附水体中的有机物和重金属,减少对水生生物的毒害,并促进水体中的生物链恢复。
三、生物炭碱处理的效果生物炭碱处理在土壤和水体的污染治理中具有显著的效果。
通过中和酸性物质,生物炭能够提高土壤和水体的pH值,改善环境质量。
同时,生物炭还能吸附有害物质,减少其对生态系统的危害。
研究表明,生物炭碱处理可以显著提高土壤肥力和植物生长,减少土壤侵蚀和水质污染。
四、生物炭碱处理的未来发展趋势随着环境问题的日益严重,生物炭碱处理技术在环境修复领域的应用前景广阔。
未来,生物炭碱处理技术将更加注重资源的可持续利用和循环利用,如利用农作物秸秆等有机废弃物生产生物炭,实现废物资源化。
同时,生物炭碱处理技术还需要进一步优化,提高吸附能力和稳定性,以适应不同环境的需求。
此外,生物炭碱处理技术还可以与其他环境修复技术相结合,形成多种修复方式的综合治理体系。
结论:生物炭碱处理是一种有效的环境修复技术,可以用于土壤和水体的污染治理。
生物炭的研究目的及意义
生物炭的研究目的及意义介绍如下:
生物炭是一种由生物质材料热解制成的炭素材料,在农业、环境保护、能源等领域有广泛的应用。
其研究目的和意义如下:
1.改善土壤质量:生物炭可以作为土壤改良剂,能够改善土壤结构,增加土壤有机质
含量,提高土壤保水能力和肥力,促进植物生长。
2.减少温室气体排放:生物炭的制备过程需要高温热解,可以通过固碳作用减少二氧
化碳的排放,从而减少温室气体的排放。
3.环境污染治理:生物炭可以吸附重金属、有机物等污染物,对水环境和土壤污染治
理有一定的作用。
4.能源利用:生物炭可以作为生物质能源的一种形式,可以用于替代传统的化石燃料,
以降低对环境的破坏。
5.农业废弃物资源化利用:生物炭的制备需要大量的生物质材料,可以促进农业废弃
物的资源化利用,减少废弃物的排放。
综上所述,生物炭的研究目的和意义主要包括改善土壤质量、减少温室气体排放、环境污染治理、能源利用和农业废弃物资源化利用等方面。
随着环保、农业和新能源等领域的不断发展,生物炭的应用前景将会更加广阔。
生物炭的未来趋势
生物炭的未来趋势生物炭是一种由生物质热解制成的固体炭材料,具有多孔结构和高孔隙率。
它在农业、环境保护、能源开发等领域有着广泛的应用前景。
未来,生物炭有着以下几个趋势:1. 农业应用的拓展:生物炭可以作为一种土壤改良剂,改善土壤质量,增加土壤肥力。
它可以吸附和保持土壤养分,提高土壤水分保持能力,并具有抑制土壤肥料和农药流失的作用。
未来,随着农业可持续发展的需求增加,生物炭在农业领域的应用将得到进一步拓展。
2. 环境治理的推广:生物炭可以吸附污染物质,净化水体和大气。
在水处理方面,生物炭可以吸附水中的重金属和有机物,净化废水。
在大气治理方面,生物炭可以吸附大气中的有害气体和颗粒物,减少环境污染。
未来,生物炭可以广泛应用于污水处理、大气净化等领域,对改善环境质量起到积极的作用。
3. 能源开发的创新:生物炭可以作为可再生能源材料,用于生物质能源的开发。
生物炭可以被用于燃烧发电、生物炭燃气化等能源转换过程中,产生热能和电能。
与传统化石燃料相比,生物炭具有低碳排放、可再生和环境友好等特点。
未来,随着对可再生能源需求的增加,生物炭在能源开发领域的创新应用将得到推广。
4. 产业化与标准化的发展:目前,生物炭产业尚处于起步阶段,产业链不完整,市场发展不均衡。
未来,生物炭产业将向着规模化、专业化和标准化方向发展。
通过提高生产技术和设备水平,降低生产成本,实现生物炭的大规模生产。
同时,制定统一的产品标准和评价指标,推动生物炭产业的健康发展。
5. 科研与技术创新的推进:生物炭是一个多学科交叉的研究领域,涉及生物质热解、多孔材料、环境科学等多个学科。
未来,需要加强生物炭基础研究和应用技术创新,提高生物炭的生产效率和性能。
同时,加强生物炭与其他材料的复合应用研究,为生物炭的更广泛应用提供技术支持。
综上所述,生物炭在农业、环境保护和能源开发等领域有着广泛的应用前景。
在未来,生物炭将向着农业应用拓展、环境治理推广、能源开发创新、产业化与标准化发展、科研与技术创新推进等方向发展。
论生物炭基有机肥对土壤环境的影响
论生物炭基有机肥对土壤环境的影响生物炭基有机肥是一种源自于生物质资源的有机肥料,其通过热解或氧化还原等技术制备而成,具有很高的炭含量,同时保留了生物质原有的营养成分和微生物,因此被广泛认为是一种对土壤环境影响较小且效果显著的有机肥料。
本文将就生物炭基有机肥对土壤环境的影响进行探讨。
生物炭基有机肥对土壤环境的影响主要包括以下几个方面:其一,生物炭基有机肥可以改善土壤质地和结构。
由于生物炭具有多孔结构和较大的比表面积,因此可以增加土壤的孔隙度和渗透性,提高土壤透气性和保水性,改善土壤结构,减少土壤压实度。
这有利于提高土壤的保水保肥能力,促进土壤中微生物的活动和生物有效微量元素的释放,为植物生长提供更为适宜的土壤环境。
其二,生物炭基有机肥可以提高土壤肥力。
生物炭是一种稳定的有机物质,可以提高土壤有机质含量和养分储备量,增加土壤肥力。
生物炭还含有丰富的微生物和微生物代谢产物,可以促进土壤中微生物的生长和繁殖,提高土壤的微生物活性,改善土壤养分的转化和供应。
生物炭中的富含的碳元素还可以增加土壤的碳库容量,对减缓气候变化具有一定的潜在价值。
尽管生物炭基有机肥对土壤环境的影响多为积极的,但也需要注意其中可能存在的负面影响。
如生物炭制备过程中产生的一些有害物质可能会对土壤环境产生一定程度的影响,因此在生物炭生产和应用过程中应注意合理控制生产流程和产物质量,避免对土壤环境造成不良影响。
在合理使用生物炭基有机肥的还需要结合土壤类型和作物需求等因素,选择合适的施肥方式和用量,以充分发挥生物炭基有机肥对土壤环境的益处。
生物炭基有机肥对土壤环境的影响主要体现在改善土壤质地和结构,提高土壤肥力,改善土壤酸碱性等方面,尤其在改善土壤质地和结构方面具有明显的优势。
为了充分发挥生物炭基有机肥的益处,我们需要在生产和应用过程中注意相关问题,确保其对土壤环境的积极影响。
希望通过我们的努力,生物炭基有机肥能够更好地应用于农业生产中,为土壤环境的改善和保护作出贡献。
生物炭在农业方面的应用
生物炭与相比,具 有独特的优势和特点,如改善土壤结 构、提高土壤肥力等。
结合
在实际应用中,可以将生物炭与其他 土壤改良技术结合使用,发挥各自的 优势,取得更好的土壤改良效果。
生物炭富含有机碳和其他营养元素,能够提高土壤肥力和养分供应能力,有利于 作物对营养元素的吸收和利用,提高作物的抗病性和抗虫性。
PART 04
生物炭在农业可持续发展 中的作用
REPORTING
WENKU DESIGN
减少化肥和农药的使用
生物炭能够改善土壤结构,提高土壤的通气性和保水能力,从而减少化肥和农药的 使用。
生物炭的添加能够提高土壤的碳 含量,改善土壤质量,提高土壤
的碳汇能力。
生物炭的应用能够促进农田生态 系统的碳循环,提高农田的碳汇 功能,对于减缓气候变化具有重
要意义。
促进农业废弃物的资源化利用
1
生物炭的生产过程中可以充分利用农业废弃物, 如农作物残余物、畜禽粪便等,将其转化为有价 值的资源。
2
农业废弃物中含有丰富的有机质和养分,通过生 物炭的生产过程可以将其转化为肥料、土壤改良 剂等,提高其利用价值。
规模化应用
目前生物炭的规模化应用还面临许多 挑战,如生产设备、技术、场地等方 面的限制,需要进一步研究和开发。
生物炭对土壤环境的影响
改善土壤结构
生物炭能够改善土壤的孔隙度和 通透性,提高土壤的保水能力和
养分循环。
提高土壤肥力
生物炭富含有机碳和营养元素,能 够提高土壤的肥力和养分供应能力。
降低土壤污染
WENKU DESIGN
生物炭的定义与特性
生物炭是由生物质在缺氧或低氧 条件下热解炭化得到的产物,具 有高度发达的孔隙结构和丰富的
生物炭的主要改性方法及其在污染物去除方面的应用
生物炭的主要改性方法及其在污染物去除方面的应用1. 引言1.1 生物炭的意义和研究价值生物炭是一种由生物质经过高温裂解制得的黑色炭质物质,具有多孔结构和较大比表面积。
由于其良好的吸附性能和化学稳定性,生物炭被广泛应用于环境领域,并成为当前研究的热点之一。
生物炭的意义和研究价值体现在以下几个方面:首先,生物炭能够有效改善土壤的物理性质、化学性质和生物性质,促进土壤团聚体的形成,提高土壤肥力和抗逆性,对于改善土壤环境、增加作物产量具有重要意义。
其次,生物炭具有优异的吸附性能,可以用于污水处理、重金属离子去除、有机污染物降解等领域,有效清除水体和土壤中的污染物。
此外,生物炭还可以作为碳负载技术的一种手段,固定和封存大气中的二氧化碳,有望成为减缓气候变化的一种可持续途径。
综上所述,生物炭具有重要的环境应用潜力和研究价值,对于改善环境质量、提高资源利用效率具有积极作用。
随着对生物炭性能和应用的深入研究,其在环境领域的应用前景将更加广阔。
2. 正文2.1 生物炭的主要改性方法生物炭的主要改性方法包括物理改性和化学改性两种主要方式。
物理改性方法主要是通过改变生物炭的孔径结构和表面性质来提高其吸附性能,常见的方法包括活化处理、热处理、表面改性剂等。
化学改性方法则是在生物炭表面引入不同的官能团,如羧基、氨基、磷酸基等,以增加其吸附活性和选择性。
在物理改性方面,活化处理是最常见的方法之一,通过高温碳化和氧化反应,增加生物炭的孔隙度和比表面积,提高吸附能力。
热处理可以提高生物炭的稳定性和吸附性能,同时去除残留的有机物和挥发性物质。
表面改性剂可以改变生物炭表面的化学性质,增加其对某些特定污染物的吸附亲和性。
生物炭的主要改性方法包括物理改性和化学改性两种方式,通过这些改性方法可以提高生物炭的吸附性能和选择性,进而拓展其在污染物去除领域的应用。
2.2 生物炭在重金属污染物去除中的应用生物炭在重金属污染物去除中的应用是一项重要的研究领域。
生物炭的主要改性方法及其在污染物去除方面的应用
生物炭的主要改性方法及其在污染物去除方面的应用生物炭是一种由植物残留物通过热解制得的炭质物质,具有多孔结构和高比表面积。
它具有良好的吸附能力和离子交换性能,因此在环境治理领域具有广泛的应用价值。
为了提高生物炭的吸附能力和改善其性能,科研人员对生物炭进行了一系列的改性方法研究。
本文将介绍生物炭的主要改性方法,并探讨其在污染物去除方面的应用。
一、生物炭的主要改性方法1. 物理改性物理改性是指对生物炭的微观结构进行调整和改变,以提高其比表面积和孔隙度,增强其吸附性能。
常见的物理改性方法包括高温煅烧、物理激活和磁化处理等。
高温煅烧可以增加生物炭的孔隙度和比表面积,提高其吸附性能;物理激活则是利用化学试剂或蒸汽等物理手段对生物炭进行处理,以增加其微观孔隙和表面官能团,提高其吸附活性;磁化处理则是将生物炭与磁性材料复合,增强其磁性,便于回收再利用。
2. 化学改性生物改性是指利用微生物或生物质多糖等生物物质对生物炭进行改性处理,以增强其吸附性能和稳定性。
常见的生物改性方法包括微生物包覆、生物多糖修饰和生物复合等。
微生物包覆是利用微生物菌膜对生物炭进行包裹和修饰,增加其生物活性和表面反应性;生物多糖修饰则是利用生物多糖对生物炭进行修饰,增加其表面亲水性和吸附活性;生物复合是将生物炭与其他生物材料复合,提高其稳定性和吸附性能。
二、生物炭在污染物去除方面的应用1. 水处理领域生物炭在水处理领域具有广泛的应用价值,可以用于去除水中的重金属离子、有机污染物和微生物等。
生物炭具有良好的吸附性能,可以有效去除水中的重金属离子,如铅、镉、铬等;生物炭还具有良好的微生物抑制作用,可以有效去除水中的有机物和微生物,净化水质。
生物炭还可以用于水质调理和净化处理,改善水体环境质量。
2. 土壤修复领域生物炭在土壤修复领域也具有重要的应用潜力,可以用于修复受污染的土壤和改良土壤结构。
生物炭具有良好的吸附能力和离子交换性能,可以有效去除土壤中的重金属、农药残留和有机物等污染物;生物炭还可以改善土壤通气性和保水性,促进土壤微生物活性,提高土壤肥力和产量。
生物炭的名词解释
生物炭的名词解释生物炭,又被称为生物炭黑、炭质肥、生物炭肥料等,是一种具有独特性质和广泛应用价值的有机肥料和土壤改良剂。
它由生物质原料经过生物质炭化技术处理得到,具有高炭和低灰的特点。
生物炭的名词解释是指对生物质进行高温氧化炭化处理后的产物。
生物炭具有多孔、具有大比表面积、生物降解性低等特性,这使得生物炭在环境保护、农业生产、污水处理等领域发挥着重要的作用。
首先,生物炭在环境保护方面具有显著的优势。
由于生物炭具有高孔隙率和大比表面积,可以吸附有机物、重金属离子等污染物质,有效净化土壤和水体。
在土壤修复中,生物炭的添加可以改善土壤结构,提高土壤保水保肥能力,促进土壤微生物的生长,降低土壤中的有害物质含量,从而达到修复受损土壤的效果。
此外,生物炭还可以用于固定二氧化碳,缓解全球气候变化。
其次,生物炭在农业生产中的应用也十分广泛。
生物炭具有优良的肥效,可以提供植物所需的养分,并改善土壤的肥力。
生物炭的添加可以增加土壤有机质含量,改善土壤结构,增加土壤的保水能力和通气性,提高土壤酸碱度平衡,促进植株的生长和发育。
此外,生物炭还能吸附土壤中的农药残留物和重金属,减少对作物的危害。
在土地退化严重的地区,添加生物炭可以有效改善土壤质量,提高土壤肥力,实现可持续农业发展。
此外,生物炭还可以用于污水处理和废弃物处理等领域。
生物炭具有强大的吸附能力和吸附持久性,可以很好地吸附有机废水中的有害物质,净化废水。
同时,生物炭还可以用作垃圾填埋的覆盖材料,有效减少垃圾中有害物质的渗漏和污染,实现垃圾处理的资源化和环保化。
尽管生物炭具有众多的优点和广泛的应用价值,但在实际应用过程中还存在一些问题和挑战。
首先,生物炭的生产需要大量的生物质原料,可能会导致资源浪费和环境破坏。
因此,需要合理选择生物质原料和生产工艺,以减少对环境的影响。
其次,生物炭的应用效果可能受到土壤类型、气候条件、季节等因素的制约,需要根据具体情况进行调整和优化。
生物炭技术在土壤修复和农业生产中的应用和研究
生物炭技术在土壤修复和农业生产中的应用和研究近年来,随着环保意识的提高,生物炭技术在土壤修复和农业生产中的应用越来越广泛。
生物炭,也叫做生物质炭,是由动植物等有机废料炭化而成的一种碳化物。
在土壤改良、污染物修复、农业生产等领域都有着广泛的应用。
那么,生物炭技术到底是什么呢?它在土壤修复和农业生产中有什么优点呢?让我们来一探究竟。
一、生物炭技术的定义和原理生物炭是由生物质碳化而成的一种处理过的物质。
生物质可来自于农业废弃物、林业废弃物、城市垃圾等各类有机物,通过炭化过程形成生物炭。
炭化过程是指在一定条件下将有机物加热至600℃以上,使其转化为不易分解的碳化物质。
生物炭技术则是指利用生物炭对土壤进行改良和污染物修复的一种技术。
生物炭具有微孔、中孔、大孔等多级孔隙结构,拥有良好的负离子吸附能力和微生物栖息和繁殖环境,因此具有很好的土壤修复和改良效果。
二、生物炭技术在土壤修复中的应用1、重金属污染修复重金属污染是当前土壤污染中较为普遍的一种,而生物炭通过其优良的孔隙结构和吸附性能,可以有效吸附重金属离子,从而降低土壤中重金属的含量,达到修复目的。
2、水土保持生物炭具有保水保肥的作用,可以提升土壤抗旱能力和保水保肥能力,从而实现水土保持的目的。
与传统的化学肥料相比,生物炭具有更好的蓄水能力,降雨后可以更有效地保持水分,减少水土流失的发生,保护生态环境。
三、生物炭技术在农业生产中的应用1、提高农作物产量生物炭可以改善土壤质量,促进土壤肥力的提高,从而提高作物的产量。
特别是在密植和连作田地中,生物炭的应用可以有效地促进土壤微生物的繁殖,加速土壤有机质的降解与转化,增加土壤中的养分,从而改善土壤环境,提高农作物的产量。
2、改善果树品质生物炭的孔隙结构可以增加土壤的通气性和保水性,改善土壤的物理性质,从而为果树提供更适宜的根部环境。
此外,生物炭可以通过吸附有害物质和重金属离子,减轻土壤污染对果树的危害并提高果实的品质。
生物碳对农作物及土壤环境的影响
生物碳对农作物及土壤环境的影响作者:于丽娜曹慧杨爱华宋海淼来源:《新农业》2018年第03期1 生物碳的介绍生物碳(Biochar)是生物质原料(通常是秸秆、稻壳、果壳、木屑等农林废弃物以及家畜粪便)在完全绝氧或部分缺氧条件下经高温热裂解产生的一类高度芳香化和高稳定性的高碳固体产物。
生物碳自身具有较高的稳定性,pH呈碱性特征和富含养分物质,以及具有保水、持留养分、改善土壤环境质量、利于微生物繁殖等优点,对土壤物理化学性质的变化起着重要作用。
作为一种新型的环境功能材料,生物碳为农林业废弃物资源的再利用提供了新思路,而且生物碳在土壤改良方面也有着不俗的影响力。
虽然国内外对生物炭的研究还处于起步阶段,但可预见生物碳在未来将有广阔的应用前景。
2 生物碳对农作物的影响2.1 烤烟研究表明,施用量为10~30克/公斤的生物碳可明显提高烤烟株高、增加有效叶数量、最大烤烟叶面积及干物质量,改善烟叶品质。
当施用20克/公斤生物碳时,最利于烤烟生长和优质烟叶形成。
由于烤烟不同生理时期的营养需求不同,所以在不同时期施用生物碳对烤烟的生长有不同的影响。
在团棵期,施用生物碳时烤烟的有效叶数和最大叶面积均低于不施生物碳时,表现为抑制作用。
但从现蕾期开始,施用生物碳可有效促进烤烟生长,表现为明显的促进作用。
2.2 小麦研究表明,施用1%(占土壤的比例)750℃下制备的生物碳对小麦具有一定的生长促进作用。
生物碳在促进小麦生长的同时,还可以提高小麦对氮素的吸收量、土壤中氮素的残留量,从而减少土壤—小麦体系中氮素的损失量。
3 生物碳对土壤环境的影响3.1 对土壤理化性质的影响土壤孔隙是土壤的重要特质,大孔隙可加速空气流通,小孔隙则利于保持土壤湿润度。
而生物碳作为燃烧产物,具有广泛的孔径分布。
当土壤中施用生物碳时,小粒径的生物碳与土壤颗粒形成微小团粒结构,生成了大量的细小孔隙,增加了土壤对水分子的吸着能力。
有研究表明,随着土壤中生物碳的添加量从0克/公斤增加到20克/公斤时,土壤比表面积从130平方米/克增至153平方米/克,土壤比容积增大,土壤收缩程度减小,土壤的保水能力提高18%。
生物炭生产原理及应用前景
生物炭生产原理及应用前景生物炭是一种以植物、动物和微生物残体为原料制备的固体炭质材料,通过热解、焦化和炭化等热解工艺制备而成。
生物炭具有均匀的多孔结构和巨大的比表面积,具有良好的气体吸附特性和持久的固体结构稳定性。
生物炭的制备工艺主要包括碳化和炭化两个步骤。
碳化是指在高温下以无氧条件下将生物质加热至600-800度,去除其中的水、氮和氧等无机杂质,形成高碳含量的生物炭。
炭化是指在高温下以无氧或低氧条件下,将生物质加热至800-1000度,实现热解和焦化反应,最终得到具有稳定炭结构和多孔结构的生物炭。
生物炭在农业、环境保护和能源开发等领域具有广泛的应用前景。
首先,在农业方面,生物炭可以作为土壤改良剂和肥料添加剂,用于提高土壤肥力、改良土壤结构和提高作物产量。
生物炭具有很强的吸附性能,可以吸附土壤中的营养物质和水分,并将其释放到作物根系处,提供养分供给和水分保持。
此外,生物炭具有调节土壤酸碱度和改善土壤通气性的作用,有助于提高土壤质量和增强作物对逆境的抵抗能力。
其次,在环境保护方面,生物炭具有吸附、净化和修复污染环境的作用。
生物炭具有高度的孔隙度和比表面积,可以吸附和降解有机物、重金属和有害气体等污染物质,并将其固定在孔隙中,起到净化环境的作用。
此外,生物炭还可以用于水质净化和废弃物处理,如河道修复、废水处理和垃圾填埋场的修复等方面。
最后,在能源开发方面,生物炭可以用作生物质能源的储存和转化介质。
生物炭具有高碳含量和稳定的炭结构,可以作为固体燃料进行燃烧或作为催化剂进行气相反应,产生高效清洁的能源。
此外,生物炭还可以用于生物质炭化气化和生物质液化等新型能源技术的开发,实现生物质能源的高效利用和减少对化石能源的依赖。
总之,生物炭作为一种具有多孔结构和高效吸附特性的炭质材料,在农业、环境保护和能源开发等领域具有广阔的应用前景。
未来,随着对资源和环境的保护需求不断增加,生物炭的研究和应用将进一步拓宽其应用领域,为可持续发展和绿色经济的实现做出贡献。
生物炭的制备与应用
生物炭的制备与应用一、简介生物炭是以生物质为原料制作的炭素材料,其制备方式简单,可以回收和利用废弃物和副产品,具有很高的环保意义。
二、制备方式生物炭的制备方式有很多,但基本上是通过热解来实现。
具体来说,生物质被加热至一定温度,这会导致其内部的材料分解并释放出大量挥发性有机物。
这些有机物可以被捕捉,并在高温下被分解成固体炭,并释放出气体(如水蒸气和二氧化碳)。
三、应用领域生物炭在农业、环境保护和工业等领域中具有广泛的应用。
1. 农业方面在农业领域,生物炭可用作土地改良剂,可以提高土壤的质量、减轻耕作难度、增加土壤保水能力,并有助于提高农作物的生长速度和产量。
例如,将生物炭与肥料混合,可大大提高肥料的效果,减少肥料的使用量,并有利于植物吸收和保持养分。
生物炭还可以用作饲料添加剂,可以促进家禽的生长,提高鸡蛋和肉的产量,并改善其品质。
2. 环境保护方面在环境保护领域,生物炭可用作吸附剂,可有效地去除水中的有毒物质、重金属和污染物。
生物炭的高孔隙度和大表面积使其非常适合用作吸附剂。
此外,生物炭还可以作为废水和废气处理系统的一部分,可以吸收和分解有害的有机化合物和挥发性有机物。
3. 工业方面在工业领域,生物炭可用于发电、制备活性炭、制备炭黑等。
生物炭被发现可以用于制备电极材料,可以提高电池的效率与寿命。
生物炭可以用于制备淋浴喷雾器,提高水质,提高淋浴效果。
四、总结生物炭具有发展前景广阔的优良性质。
生物炭的制备方式简单,可以利用垃圾和其他废物进行生产,有利于环境保护。
生物炭在农业,环境保护和工业等领域有着广泛的应用,可提高生产效率和质量,并提高环境保护的水平。
生物炭固碳减排原理及其在农业中的应用
生物炭固碳减排原理及其在农业中的应用大家好,今天我们来聊聊一个非常有趣的话题——生物炭固碳减排原理及其在农业中的应用。
我们得明白什么是生物炭?生物炭其实就是植物秸秆、树枝等有机物在高温下经过微生物分解产生的黑色物质。
它不仅具有很高的热值,还能吸附大量的二氧化碳,所以被誉为“地球的绿肺”。
那么生物炭是如何实现固碳减排的呢?其实很简单,就是通过植物秸秆、树枝等有机物在土壤中被微生物分解,产生二氧化碳气体的过程。
这个过程就像是我们在厨房里做饭时,把米放在锅里煮,水蒸发后就会变成水蒸气,散发到空气中。
而生物炭固碳的过程也是类似的,只不过它是把二氧化碳气体固定在了土壤中。
现在我们来看看生物炭在农业中的应用吧。
生物炭可以用来改善土壤结构。
大家都知道,农民种植庄稼的时候,总是希望能够有一个好的土壤环境。
而生物炭正好可以帮助改善土壤结构,增加土壤的肥力。
比如说,我们在种玉米的时候,可以在播种前把生物炭撒在地里,这样就可以提高玉米的产量。
生物炭还可以用来防治病虫害。
你知道吗?有些植物在生长过程中容易受到病虫害的侵袭。
而生物炭可以吸收空气中的水分和养分,从而降低土壤的湿度和养分含量,减少病虫害的发生。
比如说,我们在种西瓜的时候,可以在西瓜旁边撒一些生物炭,这样就可以有效地防止西瓜受到病虫害的侵害。
生物炭还可以用来保护水源。
大家都知道,现在的水资源越来越紧张了。
而生物炭可以吸收大量的水分,从而减少水分蒸发,保护水源。
比如说,我们在种水稻的时候,可以在田里撒一些生物炭,这样就可以有效地减少雨水的流失,保护水源。
生物炭是一种非常有用的东西。
它不仅可以帮助我们改善土壤结构、防治病虫害、保护水源等等,还可以帮助我们实现固碳减排的目标。
所以呢,大家以后在生活中一定要注意节约资源、保护环境哦!。
生物炭在农村生活污水处理工程中的研究进展与应用前景
生物炭在农村生活污水处理工程中的研究进展与应用前景摘要:近年来,应用炭基吸附剂去除水/废水中的污染物越来越广泛。
生物炭是热解产生的炭质吸附剂之一。
丰富的生物质来源,可调节的物理理化性质,通过热解等技术从废弃生物质中生产的炭在有效化废物、高比表面积、孔隙率和孔隙体积等方面具有诸多优点。
生物炭基材料作为绿色和可持续的水污染防治材料,因其独特的物理和化学性质,在水环境应用中受到了许多关注。
本文对生物炭在农村生活污水处理工程中的研究进展与应用前景进行分析,以供参考。
关键词:生物炭;农村生活;污水处理引言在我国的城镇地区,90%左右的生活污水都得到了有效治理,但在农村的地区,生活污水治理比例仍然偏低,农村水环境污染治理还需要加大投入。
农村可收集处理的污水大致分为3种:厨余污水、生活洗涤污水和冲厕废水。
农村污水的主要特点为:(1)分布广,难收集;(2)农村生活污水量呈上升趋势[1];(3)昼夜水量变化差距10倍以上;(4)污水分散,运行管理不方便。
1概述近年来,为保护区域水生态环境,经提标改造的城镇污水处理厂尾水水质大幅提升。
目前,我国大多数污水处理厂尾水水质可达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准,但仍低于GB3838—2002《地表水环境质量标准》中的Ⅴ类水质标准。
尾水中氮污染物浓度高,排放量大且排放时间集中,不经净化排入水体,易造成受纳水体富营养化等问题。
为使尾水资源化利用并有效保护水生态环境,需要对其进行深度处理。
目前,生物炭基人工湿地处理模拟废水或生活污水的研究较多,由于其可为微生物提供充足的营养物质,对碳、氮污染物去除率较高。
然而,污水处理厂尾水中TN以NO3--N为主、有机物可生化性差,且C/N低。
在生物炭基人工湿地对污水处理厂尾水净化研究方面,目前仅见少数几篇文献报道。
如在垂直流人工湿地中投加NaOH改性玉米秸秆生物炭,探究其对模拟污水厂尾水的处理效果,发现NaOH改性条件的优化有利于抑制生物炭结构破坏和碳素损失,且NH4+-N、NO3--N和TN的去除率均达90%左右;以石英砂和土壤(质量比1:1)为水平潜流人工湿地基质,探究了竹炭添加(质量比10%)对污水处理厂尾水净化效果的影响,发现较长的水力停留时间(96h)以及外加碳源有利于碳、氮污染物的去除。
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K e y wo r d s:B i o l o g i c l a B a r b o n; En v i r o n me n t a l E f f e c t ; No n—P o i n t S o u r c e Po l l u t i o n
理难 度大 , 控 制效 果不 明显 。
生物 炭在 土 壤 中有 极 强 的 抗 微 生 物 和 化 学 分 解 的能 力, 这 使 得 它 可 以在 土壤 中存 储 较 长 的时 间 , 同 时缓 慢 释放 营 养 供 植 物 吸 收 l 2 ] 。其 次 , 生物 炭具有 多孑 L
性、 较 大 的 表 面 积 和 电荷 密 度 , 这使 其 比土壤 中 的其
生物 炭是 由有 机垃圾 , 如 动物粪 便 . 植 物根 茎 、 木
它有 机 物质更 能够 吸持 水分 和营养 元 素 。 营养元 素 流 失 是 农 业 面 源 污染 的 主 要 来 源 。农
业 面 源 污染 , 主要 指 用 于 农 业 生 产 的化 肥 、 农药、 农 膜、 畜 禽粪 便 等 造 成 的污 染 , 由于 这 类 农 用 生 产 资 料
一
l 农 业 面 源 污 染 的 形 成 原 因
6 6 一
生物炭 环 境效 应和在 农 业面 源污 染 防治 中的作 用 陈 晓博
1 . 1 化 肥污 染
化肥 的 流 失 , 提高肥料利用率 ; 同 时通 过 把 农 业 废 弃
物加 工成 生 物 炭 添 加 到肥 料 中 回用 于 农 田并 封 存 于 土壤 中 , 以达 到 固碳 的 目的 , 可 有 效减 少 碳 排 放 , 对 于
随 着我 国耕 地 利 用 强 度 加 大 , 化肥施 用量增加 , 平均 使用 量是 发 达 国 家化 肥 安 全 使用 上 限 的 2倍 , 而 化肥 有效 利 用率 仅 为 3 0 %一 4 0 %, 只是 发 达 国家 的一 半 。农 业 施 用 的 化 肥 主 要 有 氮 肥 、 磷肥 、 钾 肥 和 复 合 肥, 其 中氮 肥 占化 肥 总 施 用 量 的 7 5 %左右 , 而氮 肥 的
屑和秸 秆 等生 物质 经 过 高 温 热解 加 工 而 成 的一 种 高
度碳 化 的多 孔 物 质 。生 物 炭 最 初 被 发 现 源 于 在 巴西 亚 马逊河 流域 发现 的 黑 土 , 这 种 黑 土是 人 们 长期 烧 荒 生成 生物 炭而 形成 的 , 它 多产 、 肥沃 , 与 当地 贫瘠 的红 色土 壤形 成鲜 明对 比 1 j 。由此 开 始对 生 物 炭 的研 究 。
同时 , 生 物炭 进 入 土壤 中 , 实现 碳 的 封 存 固定 , 减 少碳 排 放 。 关键词 : 生物 炭 ; 环境效应 ; 面 源 污 染 中图 分 类 号 : X 5 9 2 文献 标 识 码 : A 文章编号 1 0 0 7— 0 3 7 0 ( 2 0 1 3 ) 0 6— 0 Xi a o b o
( T i d i n g E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n B u r e a u, L i a o n i n g 1 1 2 0 0 0 )
Ab s t r a c t :T h e b i o l o g i c a l c a r b o n c a n d e l a y t h e f e r t i l i z e r n u t i r e n t r e l e a s e,i mp r o v e t h e u t i l i z a t i o n r a t e o f t h e f e r t i l i z e r ,r e d u c i n g f e r t i l i z e r a n d s o i l n u t r i e n t l o s s ,t h e r e b y r e d u c i n g a c u l t u r a l n o n—p o i n t s o u r c e p o l l u t i o n .A t t h e s a me t i me,t h e b i 6 1 o g i c a l c a r b o n i n s o i l c a r b o n s e —
Bi o l o g i c a l c a r b o n e nv i r o nme nt e fe c t an d r o l e i n ag r i c u l t ur a l no n— — po i nt s o u r c e p o l l ut i o n i n t he p r e v e nt i o n a n d c o nt r o l
北 方环 境
第2 5卷
第 6期
2 0 1 3年 6月
・
污染与治理 ・
生物 炭 环 境 效 应 和 在 农 业 面 源 污 染 防治 中 的作 用
陈晓博
( 铁 岭 市环 境 保 护 局 , 辽宁 1 1 2 0 0 0 )
摘要 : 生物炭 能够延缓肥料养分释放 , 提 高肥料 利 用率 , 降低 肥料及 土壤养 分流 失, 从 而减轻农 业 面源 污染。
用量大、 范 围广 , 污染 随机 性 大 , 分布 , 监测 、 管 理 控 制 非常 困难 , 其 治 理 难 度 远 远 超 过 点 源 污 染 。 目前 , 点 源污 染 已基 本得 到控 制 , 水 环 境污 染 主 要表 现 为 以氨 氮和 总磷 为污染 因子 的面 源 污染 , 而 面 源 污染 由于 治