تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 150 |
تعداد مقالات | 1,499 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,314,674 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 1,937,061 |
اثر دمای پیرولیز بر ویژگیهای شیمیایی بیوچار حاصل از باگاس نیشکر و بقایای پسته | ||
تحقیقات کاربردی خاک | ||
مقاله 1، دوره 3، شماره 1، تیر 1394، صفحه 1-13 اصل مقاله (913.49 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
زهرا خان محمدی* 1؛ مجید افیونی2؛ محمدرضا مصدقی3 | ||
1دانشجوی دکتری گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان | ||
2استاد گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان | ||
3دانشیار گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان | ||
چکیده | ||
وجود پسماندهای آلی ناشی از فعالیتهای کشاورزی، پیامدهای مشکلساز کوتاه و درازمدتی را برای کشاورزان و سلامت محیط زیست ایجاد کرده است. باگاس نیشکر و بقایای پسته از پسماندهای مهم کشاورزیهستند که مدیریت کاربرد آنها ضروری است. یکی از راهکارهای استفاده از این بقایا اعمال فرآیند پیرولیز و تبدیل آنها به بیوچار است. این پژوهش با هدف بررسی برخی ویژگیهای باگاس نیشکر، بقایای پسته (شاخ و برگ خشکیده) و بیوچار بهدست آمده از آنها تحت دماهای مختلف پیرولیز (300، 400 و 500 درجه سلسیوس) انجام شد. نتایج نشان داد که افزایش دمای پیرولیز موجب کاهش معنیدار مقدار تولید فاز جامد (عملکرد بیوچار) و افزایش میزان فازهای گاز و مایع (شیرابه) شد (LSD0.05). همچنین افزایش دمای پیرولیز از 300 به 500 درجه سلسیوس سبب افزایش معنیدار pH از 4/8 به 8/10 شد. پیرولیز سبب افزایش مقدار کل عناصر غذایی بیوچارهای بقایای مورد استفاده شد. بهعلاوه نسبت کربن به نیتروژن در بیوچارهای تولید شده نسبت به بقایای اولیه کاهش یافت. بهطور کلی مقادیر کل نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سدیم در تیمارهای بقایای پسته بیشتر از تیمارهای باگاس نیشکر بود. از آنجاییکه بیوچارهای باگاس نیشکر دارای عناصر غذایی کمتر و کربن بیشتری نسبت به بیوچارهای بقایای پسته بودند، مدیریت دقیقتری برای کاربرد در خاک بهعنوان کود و اصلاحکننده نیاز دارند. از طرف دیگر شوری بقایای پسته و بیوچارهای آن بیشتر از تیمارهای باگاس نیشکر بود. بنابراین ضروری است کاربرد بیوچار بقایای پسته در خاک همراه با آبشویی یا برای کاشت گیاهان متحمل به شوری باشد. پیرولیز موجب افزایش مقدار کل آهن، روی، مس، منگنز، کروم و سرب در بیوچار هر دو نوع بقایا شد. با توجه به نتایج بهدست آمده بهترین دمای پیرولیز برای تولید بیوچار بقایای پسته و باگاس نیشکر بهترتیب 300 و 500 درجه سلسیوس است. | ||
کلیدواژهها | ||
بیوچار؛ باگاس نیشکر؛ بقایای پسته؛ پیرولیز؛ عناصر غذایی | ||
مراجع | ||
Bagreev, A., Bandosz, T. J., & Locke, D. C. (2001). Pore structure and surface chemistry of adsorbents obtained by pyrolysis of sewage sludge-derived fertilizer. Carbon, 39(13), 1971-1979.
Black, C. A., Evans, D. D., & Dinauer, R. C. (1965). Methods of soil analysis (Vol. 9, pp. 653-708). Madison, WI: American Society of Agronomy.
Blakemore, L. C. (1987). Methods for chemical analysis of soils. NZ Soil Bureau scientific report, 80, 71-76.
Blackwell, P., Riethmuller, G., & Collins, M. (2009). Biochar application to soil. Biochar for environmental management: science and technology, 207-226.
Bremner, J. M., Sparks, D. L., Page, A. L., Helmke, P. A., Loeppert, R. H., Soltanpour, P. N., ... & Sumner, M. E. (1996). Nitrogen-total. Methods of soil analysis. Part 3-chemical methods. 1085-1121.
Cantrell, K. B., Hunt, P. G., Uchimiya, M., Novak, J. M., & Ro, K. S. (2012). Impact of pyrolysis temperature and manure source on physicochemical characteristics of biochar. Bioresource technology, 107, 419-428.
Ebrahimi, S. (2014). The effect of mycorrhizal fungi, sewage sludge and its biochar on the soil structural indexes and soil physical quality under corn plantation. MSc Thesis, Department of Soil Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology (In Persian with English 1 abstract).
Fu, P., Yi, W., Bai, X., Li, Z., Hu, S., & Xiang, J. (2011). Effect of temperature on gas composition and char structural features of pyrolyzed agricultural residues. Bioresource Technology, 102(17), 8211-8219.
Khanmohammadi, Z., Afyuni, M., & Mosaddeghi, M. R. (2015). Effect of pyrolysis temperature on chemical and physical properties of sewage sludge biochar. Waste Management & Research, 0734242X14565210.
Hossain, M. K., Strezov, V., Chan, K. Y., Ziolkowski, A., & Nelson, P. F. (2011). Influence of pyrolysis temperature on production and nutrient properties of wastewater sludge biochar. Journal of Environmental Management, 92(1), 223-228.
Ibrahim, H. M., Al-Wabel, M. I., Usman, A. R., & Al-Omran, A. (2013). Effect of Conocarpus biochar application on the hydraulic properties of a sandy loam soil. Soil Science, 178(4), 165-173.
Laird, D. A., Fleming, P., Davis, D. D., Horton, R., Wang, B., & Karlen, D. L. (2010). Impact of biochar amendments on the quality of a typical Midwestern agricultural soil. Geoderma, 158(3), 443-449.
Lehmann, J., & Rondon, M. (2006). Bio-char soil management on highly weathered soils in the humid tropics. Biological approaches to sustainable soil systems. CRC Press, Boca Raton, FL, 517-530.
Lindsay, W. L., & Norvell, W. A. (1978). Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil science society of America journal, 42(3), 421-428.
Liu, T., Liu, B., & Zhang, W. (2014). Nutrients and heavy metals in biochar produced by sewage sludge pyrolysis: its application in soil amendment. Polish Journal of Environmental Studies, 23(1), 271-275.
McCauley, A., Jones, C., & Jacobsen, J. (2009). Soil pH and organic matter. Nutrient management module, 8, 1-11Available.
Pattiya, A. (2011). Bio-oil production via fast pyrolysis of biomass residues from cassava plants in a fluidised-bed reactor. Bioresource Technology, 102(2), 1959-1967.
Rostamian, R. (2014). Preparation of carbonaceous adsorbents from rice husk and canola stalk and their application in desalination of water. PhD Thesis, Department of Water Engineering, College of Agriculture, Isfahan University of Technology (In Persian with English abstract).
Safari Sinegani, A. A. (2003). Soil Biology and Biochemistry. Published by Bu-Ali Sina University (In Persian).
Shirani, H., Rizabandi, E., Mosaddeghi, M. R., & Dashti, H. (2010). Impact of Pistachio Residues on Compactibility, and Permeability for Water and Air of Two Aridic Soils from Southeast of Iran. Arid Land Research and Management, 24(4), 365-384.
Soltanpour, P. A., & Schwab, A. P. (1977). A new soil test for simultaneous extraction of macro‐and micro‐nutrients in alkaline soils 1. Communications in Soil Science & Plant Analysis, 8(3), 195-207.
Steiner, C., Teixeira, W. G., Lehmann, J., Nehls, T., de Macedo, J. L. V., Blum, W. E., & Zech, W. (2007). Long term effects of manure, charcoal and mineral fertilization on crop production and fertility on a highly weathered Central Amazonian upland soil. Plant and soil, 291(1-2), 275-290.
Uchimiya, M., Lima, I. M., Klasson, K. T., & Wartelle, L. H. (2010). Contaminant immobilization and nutrient release by biochar soil amendment: Roles of natural organic matter. Chemosphere, 80(8), 935-940.
US. Environmental Protection Agency. 1993. Clean water act, Section 503, Vol. 58, No. 32, USEPA, Washington, DC.
US Environmental Protection Agency. 1996. Acid digestion of sediments, sludges, and soils. Method 3050 B, USEPA, Washington, DC.
Verheijen, F., Jeffery, S., Bastos, A. C., Van der Velde, M., & Diafas, I. (2010). Biochar application to soils. Institute for Environment and Sustainability, Luxembourg.
Wei, L., Xu, S., Zhang, L., Zhang, H., Liu, C., Zhu, H., & Liu, S. (2006). Characteristics of fast pyrolysis of biomass in a free fall reactor. Fuel Processing Technology, 87(10), 863-871.
Yao, H., & Naruse, I. (2009). Using sorbents to control heavy metals and particulate matter emission during solid fuel combustion. Particuology, 7(6), 477-482.
Yuan, J. H., Xu, R. K., & Zhang, H. (2011). The forms of alkalis in the biochar produced from crop residues at different temperatures. Bioresource technology, 102(3), 3488-3497.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 5,451 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,149 |