《生物質焦改良北京城區土壤的效果及機理》是依託中國農業大學，由林啟美擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：生物質焦改良北京城區土壤的效果及機理
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：林啟美
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
生物質焦是生物質和有機廢棄物等高溫裂解的產物，與生物質能源發展及有機廢棄物資源化利用及安全處理密切相關，不僅可用作土壤調理劑，提高土壤肥力，而且可擴大土壤碳庫，是碳封存的一個重要手段。在了解利用城市主要有機廢棄物所產生的生物質焦基本性質基礎上，研究施用不同量生物質焦後，典型城區土壤物理、化學及生物學性狀的變化，以及綠化植物的回響，掌握生物質焦與土壤礦物質相互作用特點以及生物質焦在土壤環境中的變化規律，這不僅將有利於恢復並增強城區土壤生態環境服務功能，而且還為城市垃圾安全處理開拓新的思路，為低碳社會建設提供科學依據。
結題摘要
我國每年產生大量的廢棄生物質，不合理的利用不僅資源浪費，而且造成環境污染。由於生物質炭可用作土壤調理劑，不僅改良培肥土壤，而且大幅度提高有機碳含量，起到固碳減排的作用，因此，水熱炭化或乾裂解處理是極具潛力的安全處置與資源化利用廢棄生物質的技術措施之一。本項目開展了：（1）市政污泥炭化處理及產物特性分析，（2）芒草生物質炭特性及對不同酸度土壤的影響，（3）廢棄生物質炭化處理及產物特性等3個方面的研究，取得了如下創新性成果： 1. 在不同溫度和反應時間下，水熱炭化和乾裂解處理新鮮市政污泥和烘乾市政污泥。結果表明：市政污泥生物質炭元素含量、分子結構、表面特性、重金屬形態和含量等均隨處理方法、溫度和時間而變化。重金屬在生物質炭富集，但生物有效性降低。將生物質炭加入土壤後，顯著提高土壤全氮、有機碳、有效磷鉀含量，促進草坪草的生長；土壤重金屬含量有所增加，但主要以殘渣態存在，且草坪草中重金屬含量有所降低。 2. 在350℃和700℃下乾裂解製備芒草生物質炭，結果顯示，比起低溫生物質炭，高溫生物質炭的pH、C/N、芳香化程度、WHC、EC、比表面積和最可能孔徑更高，加入到土壤的效果也有所不同。二者均大幅度地降低了土壤銨態氮含量，鹼性土壤的硝態氮含量也有所降低，但低溫生物質炭提高了酸性土壤硝態氮含量。加入生物質炭，尤其是加入低溫生物質炭，產生明顯的正激發效應，酸性和鹼性土壤的激發效應分別為250 mg CO2-C kg-1和 319 mg CO2-C kg-1。 3. 在190℃和260℃下，水熱炭化處理豬糞、牛糞、雞糞、西瓜皮1-24h，結果顯示，廢液和生物質炭的組成成分及其含量、顆粒大小、孔隙狀況、表面特性、分子結構等指標，均隨原材料、反應溫度和反應時間而變化。一般說來，廢水pH、EC、TOC、COD、BOD5、NPK含量等指標，大多隨反應溫度的提高和反應時間的延長而增加，更易於進行生化處理。隨反應溫度提高和反應時間的延長，生物質炭碳含量增加，氧含量降低，H/C和O/C比值降低，芳香化程度提高；炭化反應促進了羥基、羧基、酯基或醚基等含氧官能團的形成，烷基碳和芳香基碳增加，但烷氧基碳降低；生物質炭中的脂肪酸、羰基和酚類化合物種類和含量等，隨反應溫度升高而降低。
