生物炭的pH一般呈堿性,Balwant等研究發(fā)現(xiàn),生物炭pH介于6.93~10.26范圍之間,也有研究報(bào)道可以制備pH介于4~12之間的生物炭。生物炭中無機(jī)礦物是造成生物炭pH偏堿的主要原因,生物炭的表面含氧官能團(tuán)(如羧基和羥基)也可能對(duì)生物炭的pH有一定的貢獻(xiàn)。陽離子交換量(CEC)是反映生物炭表面負(fù)電荷的參數(shù),也決定其在土壤中持留銨、鈣和鉀等陽離子的能力,生物炭CEC與其表面含氧官能團(tuán)含量正相關(guān)?,F(xiàn)有報(bào)道中生物炭的CEC差異很大,介于71mmol/kg和34cmol/kg。Balwant等認(rèn)為生物炭的CEC介于71.0~451.5mmol/kg范圍之間。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。云南生物質(zhì)炭用途是什么
“一炭三肥”炭基生態(tài)途徑以低溫?zé)峤饧夹g(shù)為基礎(chǔ),炭化利用多種農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)資源,形成了集農(nóng)業(yè)廢棄物處理、生物質(zhì)能源利用與土壤改良和環(huán)境治理的多元化利用途徑,主要產(chǎn)品包括生物質(zhì)炭(基礎(chǔ)產(chǎn)品)、土壤改良劑(炭基有機(jī)肥)、炭基復(fù)混(摻混)肥、液體復(fù)合肥4個(gè)產(chǎn)品。林木類生物質(zhì)炭pH高、孔隙發(fā)達(dá),可直接用于重金屬污染農(nóng)田治理。秸稈類和城市污泥生物質(zhì)炭養(yǎng)分含量高,可以和化學(xué)肥料結(jié)合制備成生物質(zhì)炭基肥,部分替代化學(xué)肥料用于主要糧食作物生產(chǎn)。林木類、果殼類生物質(zhì)炭與畜禽糞污混合堆肥,通過接種有益微生物,制備土壤調(diào)理劑,用于鹽堿土、連作障礙土壤治理和中低產(chǎn)田土壤快速改良。其中,生物質(zhì)炭為土壤結(jié)構(gòu)重建提供有機(jī)質(zhì)支撐,畜禽糞污為土壤微生物和植物生長提供養(yǎng)分資源。炭化過程中產(chǎn)生的木醋液和生物質(zhì)炭浸提液用于生產(chǎn)商品液體有機(jī)肥,一方面為植物生長提供養(yǎng)分,另一方面可作為植物促生劑提高植物抗逆性。浸提后的生物質(zhì)炭保留了良好的孔隙結(jié)構(gòu)和表面活性,可用于重金屬污染土壤治理。炭化過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w可直接為生物質(zhì)炭基肥制造、生物質(zhì)炭原料烘干提供能源。云南生物質(zhì)炭用途是什么生物質(zhì)炭中的碳元素有著高度芳香化的特征,生物質(zhì)炭在土壤中極為穩(wěn)定,它的固碳時(shí)間達(dá)數(shù)百年至數(shù)千年之久。
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)。
生物炭具有高的吸附能力。生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)能降低土壤容重、降低土壤密度,生物炭具有較大的比表面積和較高表面能,有結(jié)合重金屬離子的強(qiáng)烈傾向,因此能夠較好地去除溶液和鈍化土壤中的重金屬。李力等的鎘去除實(shí)驗(yàn)中BC350和BC700兩種玉米生物炭的比表面積分別為7.72m2/g和120m2/g,結(jié)果顯示BC700對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率遠(yuǎn)小于BC350,吸附效果更好;劉玉學(xué)等研究比表面積為81.8m2/g、總孔容積為0.080cm3/g的稻稈炭和比表面積189.6m2/g、總孔容積為0.175cm3/g的竹炭對(duì)小青菜及其土壤的影響,結(jié)果顯示生物炭的施入能降低土壤容重。不同類型生物炭施用對(duì)土壤理化性質(zhì)會(huì)有不同的影響。
生物炭的理化參數(shù)主要包括:全碳含量、灰分含量、揮發(fā)成分含量、表面元素組成及表面官能團(tuán)種類和含量、表面負(fù)電荷含量等;結(jié)構(gòu)表征主要包括:表面形態(tài)和孔隙結(jié)構(gòu)(如比表面積、孔容積和孔徑分布等。由于原材料、技術(shù)工藝及熱解條件等差異,生物炭在結(jié)構(gòu)、揮發(fā)成分含量、灰分含量、孔容、比表面積等理化性質(zhì)上表現(xiàn)出非常的多樣性,進(jìn)而使其擁有不同的環(huán)境效應(yīng)[。目前,國內(nèi)學(xué)者就生物炭的特性、環(huán)境行為和效應(yīng)、土壤性狀和產(chǎn)量、碳截留與溫室氣體減排及其對(duì)全球生物地球化學(xué)循環(huán)影響等領(lǐng)域已開展了大量研究。生物質(zhì)炭(Biochar)是一種作為土壤改良劑的木炭,能幫助植物生長,可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)用途和碳收集及儲(chǔ)存使用。山東環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭豐度控制
生物質(zhì)炭具有高度穩(wěn)定性和較強(qiáng)的吸附性能。云南生物質(zhì)炭用途是什么
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(duì)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(huì)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)。云南生物質(zhì)炭用途是什么