Biochar라고는 지속 기판 품질 SORB 오염물을, 탄소를 개선하는 능력을 가진 토양 개량제로서 사용되는 탄소 리치 물질이다. 이 프로토콜은 환경에서 이러한 개정의 대규모 구현하기 전에 필요 Biochar라고의 특성, 사용 (17) 분석 방법에 대해 설명합니다.
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이 논문에서
요약
초록
Biochar라고의 물리적, 화학적 특성은 그것이 가능한 특정 기능 (예를 들어 탄소 격리, 토양 품질 개선, 또는 오염 물질 흡착)와 biochars을 설계 할 수있게, 공급 원료 소스와 생산 조건에 따라 달라집니다. 2013 년, 국제 Biochar라고 이니셔티브 (IBI)는 자신의 표준화 된 제품 정의 및 Biochar라고에 대한 물리적, 화학적 특성에 대한 표준을 설정 제품 시험 가이드 라인 (버전 1.1) 공개적으로 사용할. 세 가지 원료로부터 두 온도에서 이루어 식스 biochars은 토양 개량제로서의 용도에 관한 특성을 분석 하였다. 프로토콜은 원료 및 biochars의 분석을 설명하고 포함 양이온 교환 용량 (CEC), 비 표면적 (SSA), 유기 탄소 (OC) 및 수분 함유율, 산도, 입자 크기 분포, 및 근접하게하고 궁극적 분석. 또한 원료 및 Biochar라고의 분석은 프로토콜에 설명다환 방향족 탄화수소 (PAHs에), 폴리 염화 비 페닐 (PCB를), 금속 수은뿐만 아니라 영양분 (질소, 인, 아질산 및 질산 암모늄)을 포함한 오염 물질의. 프로토콜은 생물학적 시험 절차, 지렁이 회피 및 발아 분석을 포함한다. 품질 보증 / 품질 관리 (QA / QC) 공백, 중복, 표준 및 표준 물질의 결과를 바탕으로, 모든 방법 Biochar라고 및 원료 재료와 함께 사용하기에 적합 결정 하였다. 모든 원료는 biochars 및 IBI 의해 설정된 기준 내에서 잘되었고 건설 폐기물로부터 제조 Biochar라고의 경우를 제외 biochars 간의 작은 차이가 있었다. (오래 Biochar라고 라 함)이 Biochar라고 비소, 크롬, 구리, 납과의 상승 된 수준을 갖는 것으로 판정이고, 지렁이 회피 발아 분석법 실패. 이러한 결과를 바탕으로, 오래 Biochar라고 탄소 초간 토양 개량제로서 사용하기에 적합하지 않을 것equestration, 기판 품질 개선 또는 치료.
서론
Biochar라고는 유기 물질 (1)의 열분해시 생성되는 탄소가 풍부한 부산물이다. 볼거리 모두 공개적 학업, 토양에 Biochar라고 추가로, 토질과 식물 성장 (2, 3)을 개선하는 능력에서 유래, 지속 폐기물을 동시에 제공하는 대안 동안 탄소 4 및 SORB 해로운 오염 물질 2, 3, 5-7를 격리시키는 열분해에 의해 관리 및 에너지 생산.
Biochars는 다른 열분해 시스템을 통해 전세계 수많은 기업과 조직에 의해 생산되고있다. Biochar라고 생산을 위해 사용되는 물질은 우드 칩, 동물 분뇨 및 건설 폐기물 하나를 포함 (이에 제한되지 않음). 이러한 차이 때문에, 기판을 향상 장기 안정성을 증진 및 흡착 성능을 향상시킬 수있는 능력을 biochars '물리 화학적 특성을 변화시키고 것으로 예상된다. 또한, 열분해 과정 Biochar라고 엄마Y는 실수로 오염 된 원료 또는 부적절한 열분해 조건의 결과로 금속, PAHs의 PCBs에 오염된다. 따라서 Biochar라고는 토양 개량제로 환경에 대규모로인가되기 전에, 국제 Biochar라고 이니셔티브 제안한 오염, 비 표면적, 양이온 교환 용량, 지렁이 회피 발아 및 타인 Bi....
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프로토콜
참고 : 화학 여왕의 대학 (킹스턴, ON)에서 환경 학부에서 분석 서비스 장치 (ASU)에서 실시 하였다 분석한다. ASU는 인정 범위에 나열된 특정 시험 기관 인정을위한 캐나다 협회 (CALA)의 인증을 받았으며. 온실 시험을 포함한 기타 분석은, 화학, 화학 공학과 캐나다 왕립 군사 대학 (킹스턴, ON)에서 실시 하였다.
1. 일반 고려 사항
- 품질 보증 및 품질 관리를 보장하기 위해, 분석 빈과 분석 중복, 샘플 중복과 프로토콜의 메소드 샘플의 각 배치 (최대 배치 크기 10)와 표준 참조 자료를 분석 할 수 있습니다.
- 원래의 샘플에서 서브 샘플링 할 때 중복 샘플을 설정하고 미지 시료와 같은 준비를 통해 이동합니다. 중복 값이 각각 20 % 이내인지 확인다른 또는 분석을 반복합니다. 공백의 분석 결과는 대응 방법 검출 한계 이하인지 확인합니다. 표준 참조 자료 제한은 개별 방법에 의존하지만 그들은 기대 값 15-30 % 이내 일반적으로되어 있는지 확인하십시오.
참고 : 프로토콜에 설명 된 방법 중 많은 년으로, 자세한 내용은 캘리, 공백, 높고 낮은 표준, 미지 시료를 포함하여 시료 분석의 제안 된 순서에 포함되어 있습니다. 이 샘플 간의 교차 오염이 없도록 및 QA / QC에....
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결과
IBI (13)에 의해 설정된 기준에 대한 비교를 포함하는 모든 결과의 요약은 표 1 (요약), 2 (신규, 고, 저, 세 번째 공급 원료 및 High-2 biochars), 3 (올드 Biochar라고)에서 찾을 수 있습니다. 2012 년과 2013 년 (표 2)에 사용 된 모든 biochars 및 공급 원료는 IBI가 설정 한 기준 내에서 잘했고 biochars 사이에 약간의 차이가 있었다. 오래 Biochar라고 (표 3) 시험에 제출 된 제 Biochar라고가 사용될 배송료 팔레트 건설 폐기물로부터 제조하고, 금속 비소, 크롬, 구리, 납과의 상승 된 수준을 갖도록 결정 하였다. 이전 Biochar라고는 점화에 손실에 의해 결정되는 유기 탄소 (63.2 %)의 가장 낮은 수준을했다. 이 추출 Biochar라고는 인 (850 ㎎ / kg) 및 CEC (.......
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토론
프로토콜에 나열된 모든 방법은 신중하게 검증 및 토양 널리 사용되어왔다. Biochar라고 특성이 아직 초기 단계로서, 탄소가 풍부한 기판이 방법의 효과는 크게 알려지지 않았다. 이러한 방법 자체가 새로운 것은 아니지만 따라서, 정기적으로 Biochar라고 특성을 그들의 응용 프로그램입니다. 품질 보증 / 품질 제어의 측면에서, 검출 한계 이하로되는 공백이나 표준 기준 재료에 대한 정확한 인 회수율에 대하여 임의의 방법 중 어떠한 문제도 없었다. 이것은 이러한 방법 Biochar라고하고 다른 숯과 같은 물질의 특성 분석에 사용하기에 적합한 지냅니다. Biochar라고 점점 토양 첨가제로 인정된다 많은 다른 방법이, 그러나 문헌 20, 34 ~ 41 년 biochars을 특성화하기 위해 사용 된 일상적인 방법이 필요합니다.
양이온 교환 용량은 단지 운전 방식이었다D하는 어려움이 발생했다. 시료의 CEC를 계산하는 방법은 시료의 무게와 그 주어진 중량에서 나트.......
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공개 사항
저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
감사의 글
이 작업은 캐나다 연방 경제 개발국(FedDev) 정부의 Queen's University에 대한 응용 연구 및 상업화 확장(Allison Rutter 박사 및 Darko Matovic 박사)의 자금 지원을 받았습니다. Burt's Greenhouses(오데사, 온타리오)에 바이오 숯을 제공해 주셔서 진심으로 감사드립니다. RMC CBRN 보호 그룹의 Yuxing Cui와 ASU 및 Zeeb Lab 직원들의 지속적인 지원에 특별한 감사를 드립니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Biochar | Burt's Greenhouses | 6 개의 바이오 숯은 모두 BlueFlame 보일러 시스템을 통해 Burt 's Greenhouses에서 생산되었습니다 | |
| NaOAc | Fisher Scientific | E124-4 | 750ml 증류수, 탈 이온수 (DDI 물)에 NaOAC<><>2< / sub>O 136.08g 용해 |
| 수산화물 | Fisher Scientific | SS284-1 | |
| 이소프로판올 | Fisher Scientific | A416P4 | 80% IPA: 800ml IPA와 200ml DDI 물. |
| NH4Cl | Fisher Scientific | A649500 | 5.35g NH4Cl을 1L DDI 물에 용해합니다. |
| Alumminum 건조 팬 | Fisher Scientific | 08-732-110 | |
| 건조 오븐 | Fisher Scientific | 508N0024 | 200 ° C 2시간 |
| Desiccator | Fisher Scientific | 08-595A | |
| 밸런스 | 메틀러 | 1113032410 | |
| 포화 용액 | Fisher Scientific | 06-664-25 | |
| Vortex | Barnstead/Thermolyne | 871000536389 | |
| Centrifuge | International Equipment Company | 24372808 | 3,000 x g에서 5분 동안 |
| 헹굼 솔루션 | Fisher Scientific (Ricca Chemistry Company) | 06-664-24 | |
| 전도도 측정기 | WESCAN | 88298 | |
| 교체 솔루션 | Fisher Scientific | 06-664-24 | |
| ICP-AES | Varian | EL00053841 | |
| ASAP 2000 표면 면적 분석기 | Cavlon | 885 | 120 °에서 가스 제거; C에서 최소 2시간 동안 |
| 머플로 | Fisher Scientific | 806N0024 | 420°C에서 16시간 동안 가열합니다. |
| pH 측정기 | Fisher Scientific | 1230185263 | |
| 체 | Fisher Scientific | 2288926 | 4.7mm 체가 상단에 있습니다. |
| Sieve Skaker | Meinzer II | 0414-02 | 10분간 흔듭니다. |
| 황산나트륨 | VWR | EM-SX0761-5 | |
| 오타와 모래 | 피셔 사이언티픽 | S23-3 | |
| Soxhlet 장치 | 피셔 사이언티픽 (Pyrex) | 09-557A | 4 4&ndash에서 시간; 6 사이클/시간 |
| DCBP | Suprlco 분석 | 48318 | |
| 디클로로메탄 | 시그마 알드리치 | 40042-40855-U | |
| 6890 플러스 가스 크로마토그래프 마이크로 63 Ni ECD | 애질런 | US00034778 | |
| 헬륨 | AlphaGaz | SPG-NIT1AL50SMART | |
| 질소 | AlphaGaz | SPG-HEL1AL50SMART | |
| 박격포 및 유봉 | Fisher Scientific (CoorsTeh) | 12-948G | |
| 질산 | Fisher Scientific | 351288212 | |
| No. 40 여과지 | Fisher Scientific (Whatman) | 09-845A | |
| 석영/니켈 중량 보트 | Fisher Scientific | 11-474-210 | |
| DMA-80 | ATS Scientific | 5090264 | |
| 98– 99% 포름산 | Sigma Aldrich | 33015-1L | 1L 부피를 DDI 물로 750ml에 채우고 20ml 포름산을 추가하고 DDI 물로 부피를 채웁니다. |
| Sonicator | Fisher Sientific | 15338284 | |
| 회전 셰이커 | New Brunswick Scientific (Innova 2100) | 14-278-108 | 200rpm에서 1시간. |
| No. 42 여과지 | Fisher Scientific (Whatman) | 09-855A | |
| WhirlPacks | Fisher Scientific | R55048 | |
| Potassium Dihydrogen Orthophospahte | Fisher Scientific | 181525 | |
| 2 M KCl | Fisher Scientific | P282100 | |
| 플라스틱 바이알 | Fisher Scientific | 03-337-20 | |
| 염화암모늄 | Fisher Scientific | PX05115 | 실온까지 예열 허용 |
| 색상 시약 | Fisher Scientific | 361028260 | 실온까지 예열 허용 |
| 색도계 | Fisher Scientific | 13-642-400 | 램프를 예열하고 5분 동안 실행하려면 전원을 켭니다. |
| ASEAL 자동 분석기 2 | SEAL | 4723A12068 | |
| 액화 페놀 | Fisher Scientific | MPX05115 | 알칼리성 페놀: 액화 페놀이 87ml를 DDI 물로 2/3로 채워진 1-L 부피로 측정합니다. NaOH 34g을 넣고 DDI 물로 많은 양을 만듭니다. |
| NaOH | Fisher Scientific | S318-3 | |
| 상업용 표백제 | 소매점 | 차아염소산염 솔루션: 100ml 눈금 실린더를 사용하여 상업용 표백제 31.5ml를 측정하고 DDI 물로 100ml를 채웁니다. | |
| NaOH 펠릿 | Fisher Scientific | S320-1 | |
| 다이소듐 EDTA | 시그마 알드리치 | E5124 | |
| 소듐 하이프로라이트 | Fisher Scientific | SS290-1 | |
| 트리톤(10%) | Fisher Scientific | BP151-100 | |
| 소듐 니트로프로사이드 | 피셔 사이언티픽 | S350-100 | |
| 암모늄 염 | 피셔 Scientific | A637-10 | |
| 페녹사이드 | 피셔 사이언티픽 | AC388611000 | |
| Eisenia Fetida | 웜 팩토리 | ||
| 스페이드 | 소매점 | ||
| 양동이 | 소매점 화 | ||
| 분 토양 | 소매점 | ||
| 회피 휠 | 환경 캐나다 | 캐나다 환경부(Environment Canada)의 수정된 설계로 건설' 급성 회피 테스트. | |
| Alumminum Foil | Fisher Scientific | 01-213-100 | |
| 페트리 접시 | Fisher Scientific | 08-757-11 | 직경 8.5cm. |
| 호박씨 | 온타리오 씨드 컴퍼니 (OSC) | 2055 | |
| 알알파 씨 | 온타리오 씨드 컴퍼니 (OSC) | 6675 | |
| 원심분리기 튜브 (30 ml) | 피셔 사이언티픽; | 22-038-906 | |
| 비커 (50 ml) | Fisher Scientific (Pyrex) | 02-540G | 105 °C에서 오븐 건조. |
| 비커 (30 ml) | Fisher Scientific (Pyrex) | 20-540C | |
| Erlenmeyer 플라스크 (125 ml) | Fisher Scientific (Pyrex) | S76106C | |
| 부피 플라스크 (100 ml) | Fisher Scientific (Pyrex) | 10-211C | |
| 강어귀 퇴적물 | National Insititute of Standards | 1546A | 표준 참조 물질 |
| 표백제 | Clorox Ultra (5– 10% 차아염소산나트륨) |
참고문헌
- Lehmann, J. A handful of carbon. Nature. 447, 143-144 (2007).
- Denyes, M. J., Langlois, V. S., Rutter, A., Zeeb, B. A. The use of biochar to reduce soil PCB bioavailability to Cucurbita pepo and Eisenia fetida. Sci. Total Environ. 437, 76-82 (2012).
- Denyes, M. J., Rutte....
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