生物炭对障碍性土壤改良修复的作用机理[权威资料_1

生物炭对障碍性土壤改良修复的作用机理[权威资料_1

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1、生物炭对障碍性土壤改良修复的作用机理  摘要:生物质固体废弃物在绝氧热裂解条件下转化为生物炭。人类以生物炭的形式完成碳的“捕获”(捕集、捕捉),又通过生物炭的土地利用实现碳的“存储”(封存、固存)。生物炭的土地利用不仅实现了碳存储,且能改良和修复各类障碍性土壤。本文重点阐述生物炭对盐渍土壤、酸性土壤、污染土壤改良修复的作用机理,为生物炭大面积土地利用与障碍性低产土壤改良修复提供理论支撑。  关键词:生物炭土地利用;障碍性土壤;改良修复机理  S156ADOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2016.07.001  Abstract:Solidbiologicwas

2、tecanbecomebio-carbonafteranoxybioticpyrolyticreaction.Humanbeingachievedcarboncollectionintheformofbio-carbon,andactualizedcarbonstoragethroughbi-carbon-basedsoilutilization.Applyingbio-carbontosoilnotonlyconducestocarbonstorage,butalsohelpstoimproveandrepairvarioussoiltypes.Thispapermainlyfocus

3、esondescriptionofthefunctionmechanismofbio-carbon-basedimprovementandrepairingofpollutedsoil,whichprovidesatheoreticalfoundationtomassiveuseofbio-carbontosalinizedsoil,acidsoilandlow-yieldsoilimprovements.  Keywords:biocharutilizationinlandimprovement;constraintland;mechanismofimprovementandresto

4、ration  20世纪80年代以来,全球温室效应、气候变暖、大气污染等环境问题成为人类社会可持续发展的重大挑战。大气中CO2含量的增加导致全球气候变暖,对生态环境和人类生活环境产生严重影响。减少CO2产生量的最重要途径是减少化石能源使用量。生物炭土地利用是CO2零排放的重要途径,生物炭的生产过程是生物质固体废弃物无害化、资源化的过程。  煤炭是推动英国工业革命的血脉。燃煤产生的SO2、CO2、NOx以及粉尘污染曾令伦敦“雾都”之名举世闻名。英国政府于2012年颁布新《能源法案》并投入10亿英镑启动“碳捕捉与存储”招标计划。  “碳捕捉与存储”技术越来越受到世界各国的关注与重视,尤其是以

5、煤炭为主要能源的中国。天津市“十三五”规划纲要提出:到2020年煤炭占一次性能源的消费比重降到50%以下;中心城区和滨海核心区实现无燃煤化,PM2.5年均浓度值下降25%;要推动低碳循环发展,鼓励碳捕集利用和封存等相关技术开发和应用;要严格控制土壤污染,开展受污染农田和盐渍化土地等综合治理与修复。  河北“奥洁”新能源公司以生物质固体废物弃物为原料,采用绝氧热裂解催化干馏与蒸馏耦合技术及装置,把生物质固废转化为生物炭,又联合河北省农业科学院开展了生物炭土地利用的各项试验研究,以期在完成“碳捕捉”、“碳封存”、“固碳减排”的同时,达到土壤改良和修复的目的。  我国有障碍性低产土壤0.7亿h

6、m2,占1.2亿hm2耕地总面积的58%。生物炭的土地利用不仅能够实现碳在土壤中的“封存”和减少CO2、SO2、CH4、NOx等温室气体排放,且对酸性土壤、盐碱土壤、污染土壤等各类障碍性低产土壤具有改良修复的多重作用。加强生物炭对障碍性土壤改良与修复机制的理论研究,进一步推进生物炭的工业化生产和推广生物炭的土地利用,将是实现“低碳、绿色、循环”和“藏粮于地”、“藏粮于技”(习近平,2016-03-06)的重要实践。  1生物炭对盐渍土改良的作用机理  盐渍土是盐土、碱土、盐化土、碱化土等含盐、含碱有害盐类的低产土壤的通称,也称盐碱土。如土壤中只有过多的可溶性盐,称盐化土或盐土;若土壤中可

7、溶性盐的浓度并不高,但在土壤胶体上含有较多的代换性钠离子,则称为碱化土或碱土。我国有各类盐渍化耕地3487万hm2(其中盐土1600万hm2,碱土87万hm2,各类盐化和碱化土壤1800万hm2),占全国耕地总面积(1.2亿hm2)的29%。  1.1生物炭对盐土和盐化土壤的改良机理  盐土和盐化土是可溶性盐在土壤中累积所造成的。根据耕层(0~20cm)土壤可溶性盐的含量,分为轻度(1.0~2.0g・kg-1)、中度(2.0~4.0

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