变废为宝:研究发现,生物炭有助于减缓气候变化。

据外媒报道,一项由新南威尔士大学参与的国际研究发现,一种由城市、农业和林业废弃物制成的产品有一个额外的好处,即它减少了现代农业的碳足迹。新南威尔士大学科学学院材料科学与工程学院客座教授斯蒂芬·约瑟夫(Stephen Joseph)表示,发表在GCB Bioenergy上的这项研究提供了强有力的证据,证明生物炭有助于减缓气候变化。

“生物炭可以将大气中的碳吸收到土壤中,并将其储存数百至数千年,”这项研究的主要作者说。

“这项研究还发现,生物炭可以帮助土壤建立高达20%(平均3.8%)的有机碳,还可以减少土壤氧化亚氮排放12%至50%,这增加了生物炭在减缓气候变化方面的好处。”

这些发现得到了政府间气候变化专门委员会最近关于气候变化和土地的特别报告的支持,该报告估计生物炭在减缓气候变化方面具有重要潜力。

约瑟夫教授说:“政府间小组发现,到2050年,全球生物炭每年可以减少3亿至6.6亿吨二氧化碳。与澳大利亚去年的排放量相比——估计为4.99亿吨二氧化碳——你可以看到生物炭可以吸收大量的排放。我们只需要有开发和使用它的意愿。”

稳定木炭

生物炭是在缺氧环境中加热生物质残余物如锯末、动物粪便、污泥、堆肥和绿色废物的产物。这个过程被称为热解。结果是稳定的木炭,可以减少温室气体排放,同时提高土壤肥力。

GCB生物能源研究综述了约300篇论文,包括33篇荟萃分析,研究了过去20年发表的14000生物炭研究的许多内容。

约瑟夫教授说:“研究发现,平均作物产量从65,438+00%增加到42%,植物组织中的重金属浓度从65,438+07%减少到39%,植物中磷的有效性增加了。”“生物炭可以帮助植物抵抗疾病等环境压力,帮助它们耐受有毒金属、水分胁迫和阿特拉津等有机化合物。”

对植物的益处

这项研究首次详细解释了生物炭如何改善植物的根区。前三周,生物炭与土壤发生反应,可以促进种子萌发和幼苗生长。

在未来的六个月里,生物炭颗粒将产生反应表面,改善植物的营养供应。

三到六个月后,生物炭开始在土壤中“老化”,形成微团聚体,从而保护有机物不被分解。

约瑟夫教授说,研究发现,生物炭对酸性和沙质土壤的反应最大,其中生物炭与化肥一起施用。

约瑟夫教授说:“我们发现生物炭的积极作用取决于用量,也取决于生物炭的特性与土壤限制和植物养分需求的匹配。植物,特别是在热带和亚热带潮湿地区常见的低养分酸性土壤中的植物,如新南威尔士和昆士兰的北海岸,可以从生物炭中受益匪浅。西澳大利亚、维多利亚和南澳大利亚的沙质土壤,尤其是受气候变化影响越来越大的旱地地区,也将受益匪浅。”

Joseph AM教授是利用农业、城市和林业废物生产项目稳定生物炭的专家。自从20世纪70年代土著澳大利亚人引入生物炭以来,他一直在研究生物炭在促进健康土壤和应对气候变化方面的好处。

他指出,数百年来,生物炭一直被澳大利亚、拉丁美洲,特别是亚马逊盆地和非洲的土著人民用于作物生产和土壤健康。

在17世纪,生物炭也被记录为动物的饲料添加剂。

虽然澳大利亚的研究人员从2005年就开始研究生物炭,但其作为商业产品的发展相对缓慢,澳大利亚每年生产约5000吨生物炭。

约瑟夫教授说:“这部分是由于获得资助的大型示范项目数量少,农民和政府顾问对生物炭缺乏了解,监管障碍的存在,以及缺乏风险资本和年轻企业家来资助和建立生物炭企业。”

相比之下,美国的稀土年产量在5万吨左右,而中国的稀土年产量超过50万吨。

需要经济上可行。

约瑟夫教授因其在可再生能源和生物炭方面的工作获得了澳大利亚奖章。他说,为了使生物炭得到广泛应用,必须将其与农业操作结合起来,并证明其在经济上是可行的。

“我们做了科学研究,但我们没有足够的资源来教育和培训人们,建立示范,让农民看到使用生物炭发展这一新产业的好处。”

然而,随着大公司购买二氧化碳减排证书(CORC)来抵消其排放量,这种情况正在慢慢改变,这增加了生物炭在澳大利亚的普及程度。生物炭具有广泛的应用潜力。

约瑟夫教授和其他人最近在《国际材料评论》上发表了一项研究,详细介绍了生物炭鲜为人知的用途。

他说,新南威尔士大学正在与一家挪威公司和一所大学合作,开发一种基于生物炭的抗菌涂层,以杀死水中的病原体,并将其用于空气过滤系统。