بررسي تأثير روش‌هاي مختلف اصلاح شيميايي و سطحي بر ويژگي‌هاي زغال‌‌هاي زيستي تهيه شده از ني و بقاياي ذرت

Investigating the Effect of Various Surface and Chemical Modification Approaches on Corn Residue and Common Reed Derived-biochar Traits

در سال­هاي اخير استفاده از زغال ‌زيستي اصلاح شده در حذف آلاينده­هاي آلي و معدني، به‌سازي خاك و توليد كودهاي كندرها بر پايه زغال ‌زيستي مورد توجه قرار گرفته است. اين پژوهش با هدف بررسي تأثير روش­هاي مختلف اصلاح زغال ‌زيستي بر ويژگي­هاي فيزيكي و شيميايي زغال‌‌هاي زيستي ني و بقاياي ذرت انجام شد. بدين­منظور، زغال‌‌هاي زيستي ني و بقاياي ذرت تهيه شده در دماي 500 درجه سلسيوس به­ روش­هاي شيميايي (شامل اصلاح با كلريد آهن، كلريد منيزيم و كلريد كلسيم) و سطحي (شامل استفاده از اسيد سولفوريك، اسيد كلريدريك، پتاسيم هيدروكسيد و سديم هيدروكسيد) اصلاح شد. سپس ويژگي­هاي آن­ها شامل عملكرد، آناليز تقريبي، اسيديته (pH)، هدايت الكتريكي (EC)، ظرفيت تبادل كاتيوني (CEC)، ظرفيت تبادل آنيوني (AEC) و سطح ويژه (SSA) اندازه­گيري شد. نتايج نشان داد كه بيش‌ترين مقدار سطح ويژه، ظرفيت تبادل كاتيوني و ظرفيت تبادل آنيوني مربوط به تيمارهاي زغال ‌زيستي ني اصلاح شده با آهن (به ­ترتيب 217/94 مترمربع بر گرم، 111/43 و 22/13 سانتي­مول بار بر كيلوگرم) و زغال ‌زيستي ذرت اصلاح شده با منيزيم (به­ترتيب، 83/210 مترمربع بر گرم، 137/40 و 16/93 سانتي­مول بار بر كيلوگرم) بود. محتواي كربن و نسبت C/N در نمونه ­هاي تيمار شده با اسيد، باز و نمك فلزات نسبت به نمونه­هاي اوليه كاهش يافت. محتواي اكسيژن، نسبت O/C و H/C در تمامي تيمارها در اثر اصلاح شيميايي و سطحي كاهش يافت. به­ طور كلي، نتايج اين پژوهش نشان داد استفاده از روش­هاي مختلف اصلاح زغال ‌زيستي مي­تواند در بهينه­سازي ويژگي­هاي آن، با توجه به هدف از كاربرد آن، بسيار موثر باشد.

In recent years, modified biochar application has been receiving attention in removal of organic and inorganic contaminants, soil amelioration and production of biochar based slow release fertilizers. The aim of this study was to investigate the effect of various modification approaches on physical and chemical traits of corn residue and common reed derived-biochar. For this purpose, chemical modification methods (using iron- magnesium- and calcium- chloride) and surface modification (using sulfuric- and hydrochloric- acid, potassium- and sodium- hydroxide) were used to modify common reed and corn residues derived biochars in a completely randomized design. Then, the characteristics of modified biochars including yield, approximate analysis, pH, electrical conductivity (EC), cation exchange capacity (CEC), anionic exchange capacity (AEC) and specific surface area (SSA) were measured. The results showed that the highest specific surface area, cation exchange capacity and anion exchange capacity were observed in iron modified common reed biochar (217.94 m2 g-1, 111.43 cmolc kg-1 and 22.13 cmolc kg-1, respectively) and magnesium corn residue biochar (respectively, 210.83 m2 g-1, 137.40 cmolc kg-1 and 16.93 cmolc kg-1, respectively). Carbon content and C/N ratio decreased in the samples treated with acid, base and metal salts compared to the initial samples. Oxygen content, O/C and H/C ratios showed a decrease in in all treatments after chemical and surface modification. While the content of hydrogen and nitrogen in the acids and metal salts modified biochars were increased and decreased in the base modified treatments. In general, using various modification methods can play a very important role in optimizing biochar properties, according to the aim of its application in soil.