پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 161 |
| تعداد شماره‌ها | 6,573 |
| تعداد مقالات | 71,036 |
| تعداد مشاهده مقاله | 125,504,501 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 98,768,601 |
تاثیر نوع زیتوده و دمای گرماکافت بر برخی ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی زغال زیستی | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| مقاله 6، دوره 49، شماره 3، مرداد و شهریور 1397، صفحه 537-547 اصل مقاله (1.16 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2017.225950.667620 | ||
| نویسندگان | ||
| مینا عالیپور بابادی1؛ عبدالامیر معزی* 2؛ مجتبی نوروزی مصیر3؛ عطااله خادم الرسول4 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی و حاصلخیزی خاک، گروه خاکشناسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران. | ||
| 2دانشیار گروه خاکشناسی دانشگاه شهید چمران اهواز | ||
| 3استادیار گروه خاکشناسی دانشگاه شهید چمران اهواز | ||
| 4استادیار گروه خاکشناسی دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران. | ||
| چکیده | ||
| فرآوری پسماندهای آلی و بازگشت آنها به خاک، کمک شایانی به کشاورزی پایدار مینماید. زغال زیستی (Biochar) حاصل از فرایند گرماکافت (Pyrolysis) پسماندهای آلی است. ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی زغال زیستی به‌طور معنیداری متأثر از ویژگیهای زیتوده اولیه و نیز دمای فرایند گرماکافت می‌باشد. لذا این پژوهش جهت ارزیابی ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی زغال زیستی حاصل از باگاس نیشکر، کاه برنج، خاک اره و برگ درخت کنوکارپوس که در دمای گرماکافت 400، 700 و 900 درجه سانتیگراد فراوری شدند، اجرا شد. تیمارها در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار اعمال شدند. نتایج نشان داد که در هر دو گروه، تیمارها به‌طور جداگانه و نیز اثر متقابل آنها بر میزان pH، هدایت الکتریکی، ظرفیت تبادل کاتیونی، سطح ویژه، نسبت C/N، غلظت کل عناصر غذایی، کاتیونهای ریزمغذی و نیز سرب در زغالهای زیستی، تاثیر متفاوت و معنیداری داشتند. افزایش دمای گرماکافت از 400 به 900 درجه سانتیگراد سبب کاهش ظرفیت تبادل کاتیونی زغال زیستی حاصل از باگاس نیشکر، کاه برنج، خاک اره و برگ کنوکارپوس به ترتیب به میزان 3/153، 1/241، 9/283 و 2/21 سانتیمول بر کیلوگرم شد. ولی افزایش دمای گرماکافت از 400 به 900 درجه سانتیگراد موجب افزایش سطح ویژه زغال زیستی باگاس نیشکر، کاه برنج، خاک اره و برگ کنوکارپوس به ترتیب به میزان 3/153، 1/241، 9/283 و 2/21 مترمربع بر‌گرم شد. با توجه به نتایج بدست آمده میتوان کاربرد زغالهای زیستی تولیدشده در دمای 400 درجه سانتیگراد را به ترتیب اولویت زغال زیستی حاصل از برگ کنوکارپوس، کاه برنج، باگاس نیشکر و خاک اره برای افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی و بهبود ذخیره عناصر غذایی قابل دسترس پیشنهاد کرد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| درجه حرارت گرماکافت؛ زغال زیستی؛ زیتوده؛ کشاورزی پایدار؛ ویژگی های شیمیایی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Effect of different feedstock and pyrolysis temperature on some chemical and physical properties of biochar | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mina alipour babadi1؛ abdolamir Moezzi2؛ Mojtaba Norouzi Masir3؛ Ataallah Khademalrasoul4 | ||
| 1M.Sc. Student of Chemistry and soil fertility, Soil Science Department, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran | ||
| 2Associate Professor of Soil Science Department, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran. | ||
| 3Assistant Professor of Soil Science Department, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran | ||
| 4Assistant Professor of Soil Science Department, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Organic residues processing and their reversion to soil is helpful to build up a sustainable agriculture. Biochar is product of organic residue pyrolysis. Biochar chemical and physical characteristics are significantly affected by pyrolysis temperatures and its feedstocks. Therefore an experiment was conducted to evalute some properties of biochar produced from four feedstocks viz: sugarcane bagasse, rice straw, wood sawdust and conocarpus leaves, which processed by three pyrolysis temperatures vis: 400, 700 and 900°C .The treatments replecated three time and laid out in a factorial experiment with the completely randomized design. Results showed that each group of treatments separatelye as well as their interaction had significantly different effect on biochar pH, EC, CEC, specific surface area, C/N ratio and total element concentration as well as pb and cationic micronutrients availability. Increasing the pyrolysis temperature from 400 to 900°C, decreased CEC in biochar drived from rice straw, conocarpus leaves, sugarcane bagasse and wood sawdust by 73/9, 37/7, 36/0 and 21/9 cmol+/kg, respectively. But increasing temperature from 400 to 900°C, improved specific surface area of bagasse, rice straw, sawdust and conocarpus leaves biochar by 153/3, 241/1, 283/9 and 21/2 m2/g, respectively. It is suggested that at pyrolysis temperatures of 400°C with prioritize of biochar derived from conocarpus leaves, 2- rice straw, 3- sugarcane bagasse and 4- wood sawdust can be used to improve cation exchange capacity as well as improving available nutrients reservoir. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Biochar, Chemical Properties, Feedstock, Pyrolysis temperature | ||
| مراجع | ||
|
Asif Naeem, M., Khalid, M., Arshad, M., and Ahmad, R. (2014). Yield and nutrient composition of bichar produced from different feedstocks at varying pyrolytic temperatures. Pak. J. Agri. Soil sci.Vol. 51(1): 75-82. Bagreev,A., Bandosz, T.J., and Locke, D.C. (2001). Pore structure and surface chemistry of adsorbents obtained by pyrolysis of sewage derived fertilizer. Carbon .39: 1971-1979. Bruun, E.W., Ambus, P., Egsgaard, H., and Hauggaard-Nielsen, H. (2012). Effects of slow and fast pyrolysis biochar on soil C and N turnover dynamics. Soil Biol. Biochem.46: 73–79. Cantrell, K., Hunt, P., Uchimiya, M., Novak, J. and Ro, K. (2012). Impact of pyrolysis temperature and manure source on physicochemical characteristics of biochar. Bioresource Technology, 107: 419–428 Chan, K., and Xu, Z. (2009) Biochar: Nutrient Properties and Their Enhancement, in: J. Lehmann, S. Joseph: Biochar for Environmental Management. Science and Technology. Earthscan, London, UK. pp: 67–84. Cheah, S,. Malone, S,. C, and Feik, C.J. (2014). Speciation of sulfur in biochar produced from pyrolysis and gasification of oak and corn stover. Environmental Science and Technology. 48(15): 8474–8480. Chen, B., Zhou, D. and Zhu, L .(2008). Transitional adsorption and partition of nonpolar and polar aromaric contaminants by biochars of pine needles with different pyrolytic temperatures. Environ Sci Technol. 42: 5137–5143. Claoston, A.W., Samsuri, M.H., Ahmad Husni, M.S. and Mohd, A. (2014). Effects of pyrolysis temperature on the physicochemical properties of empty fruit bunch and rice husk biochars. Waste Management & Research. Vol. 32(4): 331–339. Demirbas, A. (2004). Effects of temperature and particle size on bio-char yieldfrom pyrolysis of agricultural residues, J. Anal. Appl. Pyrolysis. 72: 243–248. Downie, A., Crosky, A., and Munroe, P. (2009). Physical properties of biochar: Biochar for environment managemen science and technology. Earthscan. London UK. 37: 13-21. Gaskin, J.W., C. Steiner, K. Harris, K.C., and Bibens, B. (2008). Effect of low-temperature pyrolysis conditions on biochar for agricultural use. Trans ASABE. 51: 2061–2069. Glaser, B., Lehmann, J. and Zech, W. (2002). Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal: A review. Biol Fertil Soils. 35: 219–230. Guo, Y., and Rockstraw, A. D. (2007). Physicochemical properties of carbons prepared from pecan shell by phosphoric acid activation. Bioresource Tech. 98(8): 1513‐1521. Hameed, B.H., Ahamd, A.L., and Latiff, K.N.A. (2007). Adsorption of basic dye (methyl blue) onto activated carbon prepared form rattan sawdust. Dyes and Pigments, 75: 143-150 Herbert, L., Hosek, I., and Kripalani, R. (2012). The characterization and comparison of Biochar produced from a decentralizedreactor using forced air and naturaldraft Pyrolysis. California Polytechnic State University, San Luis Obispo. Materials Engineering Department.24-26. Hooker, M., Herron, G., and Pena, P. (1982) Effects of residue burring removal, and incorporation on irrigated cereal crop yields and chemical properties. Soil Sci. 46: 122-126. Hossain, M.K., Strezov, V. Yin., Chan, K. (2011). Influence of pyrolysis temperature on production and nutrient properties of wastewater sludge biochar. Journal of Environmental Management. 92: 223–228. Jindo, K., Mizumoto, H., Sawada, Y., Sanchez-Monedero, M. and Sonoki ,T. (2014). Physical and chemical characterization of biochars derived from different agricultural residues. Biogeosciences. 11: 6613–6621. Khanmohammadi , Z., Afyuni, M., and Mosaddeghi, M. (2015). Effect of pyrolysis temperature on chemical and physical properties of sewage sludge biochar. Waste Management & Research. 33(3):1-9. Lehmann, J. (2007). Bio-energy in the black, Frontiers Ecol. Environ. 5(7): 381–387. Liu T, Liu B and Zhung W (2014) Nutrients and heavy metals in biochar produced by sewage sludge pyrolysis: Its application in soil amendment. Polish Journal of Environmental Studies 23: 271–275. Novak, J.M., Lima, I., Xing, B., Gaskin, J.W., Steiner, C., Das, K.C., Ahmedna, M., Rehrah, D., Watts, D.W., Bussher, W.J. and Schomberg, H. (2009). Characterization of design biochar produced at different temperatures and their effects on loamy sand. Environmental Science. 3: 195-206. Pavia, D. L., Lampman, G., and Kriz, G,. (2013). Introduction to Spectroscopy: a guide for student of organic chemistery (2th ed.). pp: 29-35. Rehrah, D., Reddye, M.R., Novakd J.M., Bansodeb R.R., Schimmelf, K.A., Yuc, J., Wattsd, D.W., and Ahmedna, M. (2014). Production and characterization of biochars from agricultural by-products for use in soil quality enhancement. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 108: 301–309. Singh, B., Singh B. P., and Cowie, A. L. (2010). Characterisation and evaluation of biochars for their applications a soil amendment, Aust. Soil Res. 39: 1224-1235. Sohi, S.P., Krull, E., Lopez-Capel, E. and Bol, R. (2010). A review of biochar and its use and function in soil. Adv Agron. 105: 47–82. Sun, K., Ro, K., Guo, M.X., Novak, J., Mashayekhi, H. (2011) Sorption of bisphenol A, 17a–ethinyl estradiol and phenanthrene on thermally and hydrothermally produced biochars. Bioresour Technol . 102: 5757–5763 USEPA. 1994. Methods for the determination of metals in environmental samples. Supplement EPA‐600/R‐94/111/May.(1994). Cincinnati, Ohio: U.S. EPA, Environmental Monitoring Systems Laboratory. Xue, Y., Gao, B., Yao, Y., Inyang, M., Zhang, M., Zimmerman, A.R., Ro, K.S. (2012). Hydrogen peroxide modification enhances the ability of Biochar (hydrochar) produced from hydrothermal carbonization of peanut hull to remove aqueous heavy metals: Batch and column tests. Chemical Engineering Journal. 200: 673-680. Yousefi, M., Shariatmadari, H., and Hajabasi, M.A. (2007). Measurment of some of available organic carbon stocks as an indicator of soil quality. Journal ofScience and Technology of Agriculture and Natural Resources. 42(11): 429-439. (In farsi) Yuan JH, Xu RK and Zhang H (2011) The forms of alkalis in the biochar produced from crop residues at different temperatures. Bioresource Technology. 102: 3488–3497. Yuan, J. H., Xu, R. K., and Zhang, H. (2010). The forms of alkalis in the biochar produced from crop residues at different temperatures. Bioresource Technol. 102: 3488–3497.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 686 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 772 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب