بررسي تأثير دماي گرماكافت و اصلاح شيميايي بر ويژگي هاي زغال هاي زيستي باگاس نيشكر و كاه برنج

سابقه و هدف: در سال‌هاي اخير با توجه به حجم زياد پسماندهاي كشاورزي، توليد و كاربرد زغال زيستي به‌عنوان يك ماده‌ غني از كربن در جهت بازيافت بقاياي گياهي، كاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي، حفظ عناصر غذايي و حذف آلاينده‌ها و فلزات سنگين از خاك اهميت زيادي پيدا كرده است. اين پژوهش با هدف بررسي تأثير دماي گرماكافت، نوع زيست‌توده و اصلاح با نمك‌هاي معدني بر ويژگي‌هاي زغال‌هاي زيستي توليد شده انجام شد.مواد و روش‌ها: براي انجام پژوهش آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي و با سه تكرار اجرا شد. فاكتورهاي آزمايش شامل نوع زيست‌توده اوليه در 2 نوع (باگاس نيشكر و كاه برنج)، دماي گرماكافت در 2 سطح (300 و 500 درجه سلسيوس) و نوع اصلاح زغال زيستي در 4 مدل (شاهد يا بدون اصلاح، اصلاح‌ با كلريدآهن، كلريدروي و فسفات دي‌هيدروژن پتاسيم) بودند. ابتدا آماده‌سازي زغال‌هاي زيستي (16 نمونه در 3 تكرار) انجام و سپس ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي آن‌ها اندازه‌گيري و تجزيه و تحليل شد.يافته‌ها: نتايج نشان داد كه با افزايش دماي گرماكافت در تمام زغال‌هاي زيستي شاهد و اصلاح شده، ميزان خاكستر، كربن تثبيت شده (FC)، هدايت الكتريكي(EC)، اسيديته (pH)، سطح ويژه (SSA)، محتواي كربن و نسبت C/N افزايش يافت و عملكرد، مواد فرار، ظرفيت تبادل كاتيوني(CEC)، محتواي اكسيژن و هيدروژن كاهش پيدا كرد. در زغال‌هاي زيستي كاه برنج (شاهد و اصلاح‌شده) محتواي اكسيژن، نسبت O/C و O+N/C در هر دو دما و مقدار CEC در دماي 500 درجه سلسيوس نسبت به زغال‌هاي زيستي باگاس نيشكر بيش‌تر و مقدار سطح ويژه آن كم‌تر بود. اصلاح با نمك‌هاي معدني باعث افزايش ميزان خاكستر، عملكرد، CEC، سطح ويژه، EC، محتواي اكسيژن، نسبت O/C و كاهش pH، ميزان كربن، نيتروژن و هيدروژن در زغال‌هاي زيستي توليد شده در هر دو سطح دما و دو نوع زيست-توده شد. بيش‌ترين مقدار CEC در زغال زيستي باگاس نيشكر توليد شده در دماي 300 درجه سلسيوس اصلاح شده با فسفر (94.58 سانتي‌مول ‌بر كيلوگرم) و بيش‌ترين سطح ويژه در زغال زيستي باگاس نيشكر 500 درجه سلسيوس اصلاح‌شده با آهن (94.49 مترمربع-برگرم) مشاهده گرديد. زغال زيستي كاه برنج 500 درجه سلسيوس بدون اصلاح با pH 8.83 بالاترين مقدار pH را داشت و زغال زيستي كاه برنج 500 درجه سلسيوس اصلاح‌‌شده با آهن با EC 9.23 بالاترين ميزان EC و نيز بيش‌ترين درصد خاكستر (49.07 درصد) را نسبت به ديگر زغال‌هاي زيستي نشان دادند. بيش‌ترين كربن تثبيت شده نيز به‌ترتيب مربوط به زغال زيستي باگاس نيشكر 500 درجه سلسيوس بدون اصلاح (51.4 درصد) و زغال زيستي باگاس نيشكر 500 درجه اصلاح‌شده با روي (48.7 درصد) بود. زغال زيستي كاه برنج 300 درجه سلسيوس اصلاح‌شده با آهن، كم‌ترين درصد كربن تثبيت‌شده و بالاترين نسبت H/C، O/C و O+N/C را داشت و در زغال‌هاي زيستي اصلاح شده با روي توليدشده در دماي 500 درجه سلسيوس، اين نسبت‌ها كم‌ترين مقدار را در مقايسه با زغال‌هاي زيستي ديگر داشتند كه احتمالاً نشان‌دهنده پايداري بيش‌تر آن‌هاست. نتيجه‌گيري: نتايج اين پژوهش نشان داد كه زغال‌هاي زيستي توليد شده در دماي 300 درجه سلسيوس به‌ويژه انواع اصلاح شده با فسفر و آهن داراي ويژگي‌هايي هستند كه پيش‌بيني مي‌شود براي حذف آلاينده‌ها از آب و خاك و بهبود حاصلخيزي خاك مناسب باشند و زغال-هاي زيستي تهيه شده در دماي 500 درجه سلسيوس به‌ويژه انواع اصلاح‌شده با روي ويژگي‌هاي مورد نياز براي كاربرد در جهت ترسيب كربن در خاك را دارند. البته براي ارائه نتايج دقيق‌تر، لازم است كارهاي پژوهشي بيش‌تري انجام شود. به‌طور كلي استفاده از نمك‌هاي معدني براي اصلاح زغال زيستي مي‌تواند در بهينه‌سازي ويژگي‌هاي آن، با توجه به هدف كاربرد، مؤثر باشد.