秸秆新技术改良土壤减缓气候变化

2019-04-10 13:47:11 盛唐新能源 360

秸秆热裂解产生的生物质炭,为一种包含固体稳定性炭质(在煤化学中称为固定态碳)和部分可溶性有机物并  包含一定量矿质灰分的多种组分混合的有机质。热裂解过  程中热力作用使作物秸秆发生崩解和炭化,还大部保存有作物的物理结构,特别是植物通气组织的结构。因此,稳定的炭质、  良好的孔性及高的阳离子交换量是生物质炭区别于土壤有机质和秸秆堆肥及秸秆沼肥的突出特点。

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长期以来,由于农业高强度利用、环境污染、生态退化和愈演愈烈的气候变化,全球土壤处于土壤有机碳贫化、土壤  酸化和土壤紧实化,土壤污染日益普遍,重金属、农药残留日益积累,通过土壤-作物-农产品食物链日益威胁人类健康。 而热裂解生物质炭用于土壤,可以将作物光合固定的大气碳稳定地保存于土壤(农业土壤有机质碳平均更新周期80~100  年,生物质炭的有机碳平均更新周期500~800[11),] 补充和增加土壤有机质碳和土壤养分,改善土壤结构和调节酸碱度,提高土壤水分和养分保蓄能力,对于改善、提高和恢复土壤生产力展现了新的希望。

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而且,生物质炭的表面活性,有机物的高度螯合结合性,可以通过吸附—沉淀—捕获—固定重金属和有机污染物,对于控制土壤和环境污染带来新的希望。可以说,在人类环境挑战日益严峻的今天,秸秆生物质炭对于解决人类社会面临的土壤问题展现了新的机遇。 

当前,全球面临的气候变化速度比以往更快,对自然和经济的影响比以往更普遍,对可持续发展的挑战比任何环境问题更严峻和深远,减排是全球不同国家、不同行业和不同人群都有共同而有区别的责任。作物秸秆等生物质热裂解及其生物质炭的农业应用,首先是农业领域固碳减排的优先关键技术。秸秆等废弃物生  物质在热裂解获得能源而减排、回收化肥生产的养分资源而  减排的同时,因生物质炭土壤施用还抑制农田土壤N2O排放,产生附加的间接减排效应。  同时,因稳定性碳储存在土壤,并改善土壤质量,消除或减少废弃物直接污染和农田污染物的危害,促进农业生产和改进生态系统服务功能。

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秸秆热裂解生物质炭起到了固碳减排,又起到保持土壤肥力和农业生产力,促进农业安全优质生产,因此被公认为绿色革命新技术——秸秆生物质炭绿色革命。因而得以成为21世纪初农业和环境可持  续发展的新热点领域。

2009年以来,全球生物质炭研究与技术发展方兴未艾。美国、澳大利亚、欧盟和英国等主要发  达国家相继提出了秸秆等废弃物热裂解生物质炭技术与产  业发展前瞻性报告,特别是欧盟委员会2010年启动了生物质炭全欧合作计划规划。印度和巴基斯坦也正在推出国家  层面的生物质炭计划。生物质炭科学技术,作为一个横跨废弃物处理、环境治理、农业发展诸领域的新学科,已经在全球科技界蓬勃兴起,学术活动日益活跃和频繁,研究和技术发展日新月异。 

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