Adatszolgáltató
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Elérhetőség
Technológia fő adatlapja
A fejlesztés finanszírozása
Alkalmazási kör
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Mikroelem-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Mikroelem-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Mikroelem-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Mikroelem-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Savanyodás
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Savanyodás
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
Technológiára vonatkozó információ
3 órás égetéssel, ahol a legmagasabb kezelési hőmérséklet 250 fok volt limitált oxigén tartalom mellett, vagy 400 és 650 fokon történő pirolízissel amit 99%-os tisztaságú N2 gázzal hevítettek. A durva frakciót (0,25-2mm) szitálással szeparálták és dupla desztillált vizes mosással távolították el a kioldható sókat. Ezt a frakciót használták a vizsgálatokhoz és kísérletekhez. A 9 bioszén mintát megduplázták 2.4 literes tartályokba helyezték és úgy takarták le hogy a levegő és a csapadék erodálhatja de napfény és mikrofauna nem érintkezhet vele 15 hónapig. A 9 pihentetett bioszénből 4-et tovább analizáltak: CEC (kationcserélő kapacitás), AEC (anion cserélő kapacitás)és inkubálták talajjal kombinálva. Két típusú floridai talajjal kombinálták, homokos entiszollal és erdei podzollal. A talaj felső 10 cm-es rétegéből származó mintát előzőleg szitálták és leválasztották a 2mm nél nagyobb frakciókat, törmeléket és gyökereket, levegőn szárították mielőtt manuálisan teljesen homogenizálták volna a kiválasztott bioszénnel egy nagy tálban. Minden mintába 6g bioszenet kevertek 2,6 kg légszáraz talajjal. Ennek eredményeként a mintákban a szerves széntartalom (entiszolban) 4-6 %-al, a podzolban 13,1-18.8 % -al nőtt. A nitrogén pedig entiszolban 0,2-1,4%-al és a podzolban 0,9-5,2 %-al. Ezután a mintákat szintén 2,4 literes tartályokba tették, de az előzőekhez képest beásták mintegy 20cm mélységbe így egy szintbe került az 'eredeti' talajjal és szintén 15 hónapig 'érlelődtek'.
A tanulmány célja megvizsgálni a különböző eredetű bioszén hosszútávú hatását homokos és erdei talajokba keverve, a talaj tápanyag- és szervesanyag tartalmának javítására.
Technológia besorolása
- Talajjavítás bioszénnel
- Talajjavítás egyéb eredetű bioszénnel
Technológia-monitoring
Technológia költségei
A cikkben nem részletezték a technológia költségeit így csak a vizsgálatok és az azokhoz szükséges műszerek költségeit tudtam becsülni.
SWOT (értékelés osztályzattal)
SWOT (szöveges értékelés)
Alternatív lehetőség az egyre fokozódó talajvesztés, valamint a talaj kémiaidegradációjának megállítására és akár visszafordítására.
Idő és munkaerő igényes
jövőben előállítani és alkalmazni olyan bioszén típusokat amelyek a legjobban alkalmazhatóak az egyes talajtípusoknál a tápanyagok megtartásának javítására.
PAH tartalom a bioszénben.
Konkrét megvalósult alkalmazások
- Mezőgazdasági
Megvizsgálták a frissen gyártott és a 15 hónapig szabadföldön tárolt különböző biomassza alapú bioszén fizikai- kémiai tulajdonságait, valamint a bioszén talajra gyakorolt hatását. A talaj-bioszén keverékben hasonló változásokat mutattak ki, mint a 15 hónapig öregedett bioszenekben. A talaj-bioszén keverékben hosszútávon (15 hónap) 124%-al nőtt a szerves széntartalom, valamint 143%-al a nitrogén tartalom a kezdeti időpont kezeletlen talajához képest. A kation- és anioncserélő kapacitás is általában nőtt a kezdeti állapothoz viszonyítva, de talajtípus és bioszén függvényében változott. SEM mikroszkóp felvételek alapján a bioszénnel kezelt talajszemcsék felületén mikroba kolonizáció és szerves anyag réteg észlelhető. Tehát a mikrobák által termelt szerves anyag és a talaj szervesanyag tartalmának szorbciója hozzájárul a bioszén öregedési folyamatához, melynek köszönhetően a bioszén talajjavító hatása időben javul.
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Mikroelem-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Mikroelem-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Mikroelem-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Mikroelem-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Savanyodás
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Savanyodás
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
Publikáció, referencia
A. Mukherjee1, A. R. Zimmerman, R. Hamdan, and W. T. Cooper. Physicochemical changes in pyrogenic organic matter (biochar) after 15 months of field aging, Solid Earth, 5, 693–704, 2014
Adams, L. B., Hall, C. R., Holmes, R. J., and Newton, R. A.: An examination of how exposure 10 to humid air can result in changes in the adsorption properties of activated carbons, Carbon, 26, 451–459, 1988.
Baldock, J. A. and Smernik, R. J.: Chemical composition and bioavailability of thermally, altered Pinus resinosa (Red Pine) wood, Org. Geochem., 33, 1093–1109, 2002.
Baldock, J. A., Oades, J. M., Waters, A. G., Peng, X., Vassallo, A. M., and Wilson, M. A.: Aspects of the chemical structure of soil organic materials as revealed by solid-state CNMR spectroscopy, Biogeochemistry, 16, 1–42, 1992.
Biederman, L. A. and Harpole, W. S.: Biochar and its e ff ects on plant productivity and nutrient cycling: a meta-analysis, Change Biol Bioenergy, 5, 202–214, 2013.
Billinge, B. H. M., Docherty, J. B., and Bevan, M. J.: The desorption of chemisorbed oxygen from activated carbons and its relationship to ageing and methyl iodide retention e ffi ciency,Carbon, 22, 83–89, 1984.
Brunauer, S., Emmett, P. H., and Teller, E.: Adsorption of gases in multimolecular layers, J. Am.Chem. Soc., 60, 309–319, 1938.