농업 토양에서 수정 된 실리케이트 미네랄의 풍화로 인해 페도게닉 무기 탄소 축적모니터링.

요약

여기서 설명된 검증 방법은 울라토니트, 현무암 및 올리바인과 같은 알칼리성 지구 금속 규산염 함유 바위로 개정된 다양한 농업 토양에서 페도게닉 무기 탄소 격리를 모니터링할 수 있다. 이러한 유형의 검증은 탄소 신용 프로그램에 필수적이며, 이는 해당 분야에서 탄소를 격리하는 농부들에게 혜택을 줄 수 있습니다.

초록

본 연구는 농업 토양에서 자양암의 강화된 풍화에 의해 유도된 무기 탄소를 감시하기 위한 체계적인 절차를 시연하는 것을 목표로 합니다. 이를 위해, 다른 깊이(0-15cm, 15-30cm 및 30-60cm 프로파일 포함)에서 채취한 코어 토양 샘플은 농업 분야에서 수집되며, 그 중 표토는 이미 미네랄을 함유한 알칼리성 지구 금속 규산염(예: 울라스토네)으로 농축되어 있다. 실험실로 이송된 후 토양 샘플은 공기 건조 및 체질입니다. 이어서, 시료의 무기 탄소 함량은 석화법이라는 체적 방법에 의해 결정된다. 본 명세서에서 발표된 대표적인 결과는 대조토양에 비해 Ca-규산염으로 개정된 토양내 무기 탄소 함량의 5배 증가가 나타났다. 이러한 조성 변화는 수정된 토양에서 pH 증가의 1 개 이상의 단위를 동반하여 규산염의 높은 용해를 암시했다. 원소 조성뿐만 아니라 광물학적 및 형태학적 분석은 규산염 으로 개정된 토양의 무기 탄소 함량의 증가를 더욱 확증합니다. 이 연구에서 제시된 샘플링 및 분석 방법은 현무암과 올리바인과 같은 다른 적합한 규산염 바위로 개정된 것을 포함하여 토양과 지하토양의 페도게닉 무기 탄소 변화를 추적하려는 연구자와 전문가에 의해 채택될 수 있습니다. 이러한 방법은 또한 탄소 배출권을 인증하고 수여하기 위해 민간 및 정부 기관의 토양 무기 탄소 격리를 검증하는 도구로 악용될 수 있습니다.

서론

_CO2는 주요 온실가스(GHG)이며 대기 중의 농도는 지속적으로 증가하고 있습니다. 산업 전 세계 평균_CO2는 백만 분의 약 315 부품 (ppm)이었고, 2020 년 4 월 현재 대기 CO₂ 농도는 416 ppm 이상으로 증가하여 지구^온난화를일으켰습니다. 따라서 대기 중의 열 포집 GHG의 농도를 줄이는 것이 중요합니다. Socolow^2는 2070년까지 대기 CO₂ ~500 ppm의 농도를 안정화하기 위해 각 안정화 웨지가 연간 3.67 Gt CO₂ eq의 배출 감소를 달성하기 위해 개별 완화 접근법인 9개의 '안정화 웨지'가 필요하다고 제안했습니다.

탄소 포집 및 저장(CCS)은 2015년 유엔 기후변화 컨퍼런스에서 시작된 미션 이노베이션 이니셔티브가 권장하는대로 대기에서 CO_2를 줄이는 주요 기술입니다. 대기 CO_2를포착하기 위해, 사용할 수있는 세 가지 주요 저장 옵션은 해양 저장, 지질 저장 및 미네랄 탄산^4입니다. 미네랄 탄산에....

프로토콜

1. 토양 샘플링 방법 및 코어 수집

1. 토지 고도, 역사적 작물 수율 및 / 또는 토지 관리 전략에 따라 매핑 및 관심의 분권 된 농업 토지 영역을 다른 플롯으로 나눕니다. GPS 수신기를 사용하여 각 플롯의 평준화를 결정하고, 기록 팜 레코드(평균 이하, 평균, 평균 이상)를 기반으로 작물 수확량을 분류하고 각 플롯에 사용되는 토지 관리 전략(사용되는 토양 수정 유형,있는 경우)을 분류합니다. 후속 샘플링을 용이하게 하기 위해 각 플롯의 경계에 플래그를 배치합니다.
   참고: 그림 1은 연구에서 직사각형 영역의 단면을 네 개의 플롯(A, B, C, D)으로 표시합니다. 이러한 실험 설계 및 정보는 분석된 데이터의 통계적 유의를 확인하는 데 도움이 될 것입니다. 또한, 불규칙한 농지에 적합할 수 있으며 작물 행의 방향에서 지형, 유출, 지배적 인 바람, 태양 경로 등에 이르기까지 필요한 것으로 간주되는 매개 변수에 따라 샘플링을 정렬하는 것이 편리할 수 있습니다. 이 네 가지 플롯은 현장 촬영 캠페인을 용이하게하기 위해 고려되었습니다.
2. 지시된 무작위 샘플링 방법을 사용하여 각 플롯에서 코어를 수집합니다. 그리드 패턴을 따라 각 플롯을 25개의 하위플롯(그림 2)으로<....

결과

토양의 SIC 함량은 자동화된 탄소 분석기 또는 calcimeter를 포함한 다양한 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 총 토양 탄소 측정을 위한 자동화된 탄소 분석기는^{폐쇄용기(30)에}내장된_CO2 압력을 측정한다. 석화에서, 산성화 후 방출되는_CO2의 진화된 부피, 전형적으로 농축 된 HCl산의 첨가에 의해, 탄산염 함유 시료의 측정된다. 석회화 방법은 간단한 화학 적 절차를 포함하는 비교적 간단하므로 많은 현장 샘플을 고정밀 (즉, 재현 가능한 값)과 적절한 정확도 (즉, 정확한 탄산염 함량에 가까운 값)로 신속하게 분석하는 데 적합합니다. 본 연구에서 사용되는 지시된 무작위 샘플링 방법에서, 각 플롯의 샘플은 철저하게 손으로 혼합한 다음, 건조되어 SIC 함량을 분석하기 전에 균질한 대표적인 토양 샘플을 얻을 수 있다. 감세계 분석은 각 샘플에 대한 트리클리카테에서 수행됩니다.

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토론

수정된 농업 분야에서 샘플을 수집하는 것은 일반적으로 어렵다는 점을 감안할 때, 영양 적용 전에 샘플을 수집해야 한다는 것이 좋습니다. 또한 얼어 붙은 필드에서 샘플을 수집하는 것을 피하는 것이 좋습니다. 샘플링 깊이는 수직 프로파일을 통해 샘플링의 용이성과 물 테이블의 깊이에 따라 다른 영역에서 다를 수 있습니다. 선택된 토양 샘플링 장치는 토양 구조 및^{관심도(33)의}깊이에 의존한다. 얕은 샘플의 경우 핸드 프로브/오거를 사용하는 것이 더 편리하지만, 일반적으로 더 진보된 버전(예: 확장 가능한 오거)은 지하^{시료(33)를}회수하는 데 권장된다. 단단한 점토 또는 시멘트 모래의 우세에서, 샘플러^(33)의마찰 및 토루로 인해 추출 코어 동안 몇 가지 어려움이 나타날 수 있습니다. 무기 탄소 검증 캠페인의 한 가지 문제점은 토양에서 탄소 의 배출을 추적하기에 적합한 간격을 선택하는 것입니다, 그것은 긴 간격.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
분석 스케일	Sartorius	Quintix 224-S1	소수점 이하 4자리.
Calcimeter	Eijkelkamp	모델 08.53	샘플에서 wt% CaCO3 당량을 측정합니다.
건조 캐비닛/머플로	Thermo Scientific	F48055-60	50°°C; C 또는 103 ± 2°C입니다.
HCl	Fisher Scientific	A144S-500	시약 등급(36.5%-38.0%).
HNO3	Fisher Scientific	T003090500	미량 금속 분석 등급(69.0%-70.0%)
유도 결합 플라즈마 질량 분석기(ICP-MS)	PerkinElmer	NexION	마이크로파 분해 토양의 Ca 농도를 측정합니다.
마이크로파 소화기	PerkinElmer	Titan	농축된 HNO3의 토양을 소화합니다.
pH 측정기	Oakton	700	각 측정 세트 전에 표준 용액으로 교정됨; 온도는 25°C로 보정됨.
주사 전자 현미경 - 에너지 분산 분광기 (SEM-EDS)	Oxford	X-Max20 SSD	토양 미립자의 형태를 결정합니다.
체 셰이커	Retsch	AS-200	토양 분별용.
토양 오거 샘플러	Eijkelkamp	01-16	깊이 700cm까지.
토양 다코타 프로브 샘플러	JMC	PN139	깊이 100cm까지.
토양 프로브 샘플러	JMC	PN031	깊이 30cm까지.
토양 수분 측정기	Extech	MO750	최대 50%의 수분 함량 측정
파장 분산 X선 형광 분광기(WDXRF)	Malvern Panalytical	Zetium	토양의 원소 조성을 특성화합니다.
X선 회절 분석기(XRD)	Panalytical	Empyrean	토양의 광물학적 특성을 특성화합니다.