Summary
Biochar sürdürülebilir alt-tabaka kalitesi ve emdirmek kirletici karbon, tecrit geliştirmek yeteneğine sahip bir toprak ıslah olarak kullanılan bir C-zengin bir malzemedir. Bu protokol ortamında bu değişikliklerin büyük ölçekli uygulama öncesinde gerekli biochar karakterizasyonu için kullanılan 17 analitik yöntemler anlatılmaktadır.
Abstract
biochar fiziksel ve kimyasal özellikleri mümkün özel fonksiyonlar (örneğin karbon haciz, toprak kalitesi iyileştirmeleri, ya da kirletici soğurma) ile biochars mühendisi yapım, hammadde kaynakları ve üretim koşullarına bağlı olarak değişir. 2013 yılında, Uluslararası Biochar Girişimi (IBI) onların Standart Ürün Tanımı ve biochar fiziksel ve kimyasal özellikleri standartlarını belirlemek Ürün Test Kuralları (Versiyon 1.1) kamuya açık yaptı. Üç farklı hammaddelerden ve iki sıcaklıkta yapılan altı biochars bir toprak ıslah olarak kullanımları ile ilgili özellikleri için analiz edildi. Protokol besleme malzemelerinden üretilebilir ve biochars analizini tarif eder ve aşağıdakileri içerir: katyon değiştirme kapasitesi (MSK) özgül yüzey alanına (SSA), organik karbon (OC) ve nem yüzdesi, pH, parçacık boyutu dağılımına sahiptir ve ve elementel analizi. Ayrıca besleme malzemelerinden üretilebilir ve biochar analizleri protokolde de tarifpolisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH), poliklorlu bifeniller (PCB), metaller ve cıva gibi besinlerin (azot gibi fosfor, nitrit ve nitrat ve amonyum) dahil olmak üzere kirletici s. protokol aynı zamanda biyolojik test prosedürleri, solucan kaçınma ve çimlenme deneyleri kapsamaktadır. Kalite güvence / kalite kontrol (QA / QC) boşlukları, çiftleri, standartlar ve referans malzemelerin sonuçları dayanarak, tüm yöntemler biyokömür ve besleme maddeleri ile kullanım için yeterli belirlendi. Tüm biochars ve besleme stokları IBI tarafından belirlenen kriter içinde iyi ve inşaat atık malzemelerden üretilen biochar durumlar dışında biochars arasında küçük farklılıklar vardı. (Alt biochar olarak anılacaktır) bu biyokömür arsenik, krom, bakır ve kurşun yüksek düzeyde olması kararlı ve solucan kaçınma ve çimlenme testleri başarısız oldu. Bu sonuçlara göre, eski biyokömür karbon s için bir toprak ıslah olarak kullanım için uygun olmazequestration, substrat kalite iyileştirmeleri veya iyileştirme.
Introduction
Biochar organik madde 1 pirolizi sırasında üretilen bir C-zengin yan ürünüdür. Faiz, hem kamuya ve akademik, topraklara biyokömür ekleyerek, toprak kalitesi ve bitki büyümesini 2, 3 geliştirmek için yeteneği kaynaklanıyor, sürdürülebilir atık aynı anda sunan alternatifler iken karbon 4, ve SORB zararlı kirleticiler 2, 3, 5-7 çekilmek piroliz ile yönetim ve enerji üretimi.
Biochars farklı piroliz sistemleri aracılığıyla dünya çapında çok sayıda şirket ve kuruluşlar tarafından üretilmektedir. Biyokömür üretimi için kullanılan malzemeler odun yongaları, hayvan gübresi ve inşaat atıkları 1 arasında (bunlarla sınırlı değildir). Bu farklılıklar dolayısıyla, substratları geliştirmek uzun vadeli istikrarı teşvik etmek ve sorpsiyon yeteneklerini artırmak için yeteneklerini biochars 'fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirmek ve beklenmektedir. Buna ek olarak, piroliz işlemi sırasında biyokömür may istemeden kontamine hammaddelerin veya uygunsuz piroliz koşulları sonucunda metaller, PAH ve PCB ile kirlenebilir. Bu nedenle, biyokömür bir toprak ıslah çevreye büyük bir ölçekte uygulanabilmesi için, Uluslararası Biochar Girişimi önerdiği kir, özgül yüzey alanı, katyon değiştirme kapasitesi, solucan kaçınma ve çimlenme ve diğerleri için biochar dikkatlice karakterize edilmesi (IBI) yapılmalıdır. 2013 yılında, ilk Standart Ürün Tanımı ve biyokömür fiziksel ve kimyasal özellikleri için standartlar belirleyen Biochar, Ürün Test Kuralları, yayınlanan ve kamuya açık yapıldı.
Araştırma Odessa ticari sera üretilen bu biyokömür göstermiştir, ON, Kanada ölçüde yoğun bozulmuş toprak ve sorb kalıcı organik kirleticiler gibi PCB 2, 3 gibi (KOK) bitki büyümesini artırmak için yeteneğine sahiptir. Bu biyokömür üçten üretilmiştirüretilen ısı, kış aylarında sera işlemi ısıtmak için kullanılan bir kazan sistemi ile farklı besleme stokları (yani organik madde kaynakları).
Bu çalışma karakterizasyonu bir biyokütle kazanında biochar üretimi ile ilişkili verilerin ve bir toprak ıslah olarak biochar kullanımını sağlamaktadır. Bu çalışmanın amacı iyice fiziksel, kimyasal ve Standart Ürün Tanımı ve Ürün Testleri Kuralları (Versiyon 1.1) (2013) yılında IBI tarafından belirlenen standartlara göre altı biochars biyolojik özelliklerini karakterize etmektir. Bu özellikler tarım değişiklikler her biochar performansı ve kirletici SORB yeteneklerine, mümkünse, bağlı olacaktır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
NOT: Kimyasal Queen Üniversitesi (Kingston, ON) Çevre Çalışmaları Okulu Analitik Hizmetler Birimi (ASU) de yapılmıştır analizleri. ASU akreditasyon kapsamında yer alan belirli testler için Laboratuar Akreditasyon Kanada Derneği (CALA) tarafından akredite edilmiştir. Sera denemeleri dahil olmak üzere diğer analizler, Kimya ve Kimya Mühendisliği Bölümü'nde Kanada Kraliyet Askeri Koleji (Kingston, ON) yapılmıştır.
1. Genel Hususlar
- Kalite güvencesi ve kalite kontrolü sağlamak için, analitik boş ve analitik yinelenen, örnek bir yinelenen ve protokolde yöntemleri için numunelerin her parti (maksimum parti büyüklüğü 10) ile bir standart referans materyal analiz.
- Orijinal örnekten alt-örnekleme yinelenen örnekleri kurulması ve bilinmeyen numunelerin aynı hazırlık geçmesi. Yinelenen değerleri her 20% içinde olduğundan emin olunDiğer veya analiz tekrarlayın. Boşlukları analiz sonuçları ilgili metodun tespit sınırlarının altında olduğundan emin olun. Standart referans materyali sınırları bireysel yönteme bağlı ama beklenen değerin% 15-30 içinde genellikle emin olun.
Not: protokol açıklanan yöntemlerin çoğunda, detayları kalibranlarla, boşluk, yüksek ve düşük standartlar ve bilinmeyen örnekleri de dahil olmak üzere örnek bir analiz önerilen amacıyla dahil edilmiştir. Bu örnekler arasında çapraz bulaşmayı sağlayacak ve QA / QC yüksek bir standart sağlamak için.
Not: Altı biochars ticari bir sera üretilen ve kimyasal, fiziksel ve biyolojik özellikleri için analiz edildi. Her biochar isimleri, üretim parametrelerini veya hammadde kaynağı (Tablo 1) yansıtır.
2. Test Kategori A: Temel Biochar Yardımcı Özellikleri
- Nem ve Organik Madde İçeriği
- Kontak prosedürü dışarı kaybı kullanınNelson ve Sommers (1996) ile kaplı.
- Her 10 bilinmeyen örnekler için örnek yinelenen ve standart referans materyal (Ottawa Kum) ekleyin.
- Fırın 105 onları kurutun, ısıya dayanıklı işaretleyici ile 50 ml beher Etiket , C ° onları daha sonra soğumaya ağırlığı kaydetmek için izin verir.
- Fırında kurutulmuş bir beher içine hava ile kurutulmuş numunenin 2 g tartılır. 24 saat süre ile, 105 ° C 'de kuru numune, daha sonra fırından çıkarın ve soğumaya bırakın.
- Bir kez serin, beher ve örnek (- beher ağırlığı kurutulmuş numunenin X = ağırlığı) tartın.
- 420 ° C'de kaplama 16 saat mufl ocağında ve ısı örnek yerleştirin. Fırından örnek çıkarın ve soğumaya bırakın. Yine numune ile beher tartılır ve ağırlığı (külleşmiş numunenin Y = ağırlık - beher ağırlığı) kaydedin.
- Aşağıdaki hesaplamalar gerçekleştirin:
Ateşleme = XY i) Zarar
ii)% Nem = ((Örnek Ağırlık - X) / Numune Ağırlığı) x% 100
iii)% Organik Mater = (Ateşleme / X Zarar) x% 100
- Kontak prosedürü dışarı kaybı kullanınNelson ve Sommers (1996) ile kaplı.
- Yakın ve Ultimate Analizi
NOT: yakın / nihai analizde için, dört numune analiz edildi: Düşük, Yüksek, Standart Yakıt ve Yüksek 2. PAH analizleri Düşük, Yüksek, ve Standart Yakıt yürütülmüştür. Bu 2012 yılından bu yana üretilen biochars temsilcisi olarak seçildi.- Davranış Proximate ve Ultimate yöntemlere dayalı ticari bir tesiste analizleri: ASTM D3172-13 8 ve D3176-09, yakın ve sırasıyla Kömür ve Kok, Ultimate 9 Analizi için Standart Uygulama.
- pH
- Kalibrasyon standartları kullanmadan önce günlük pH probu kalibre.
- 25 ml distile deiyonize su, 0.25 g biyokömür ekleyin.
- Daha sonra 5 dakika boyunca 3000 x g'de santrifüj için, 2 dakika boyunca elle çalkalanır.
- Cam test tüpü ve ölçü pH içine süpernatant toplayın.
- Parçacık Boyut Dağılımı
- Triplicat tüm örnekleri analizYedi ABD Standart elekler ve pan (4.7, 2.0, 1.0, 0.50, 0.25, 0.15, ve 0.0075 mm) kullanılarak ASTM D5158-98 10 uyarlanan ilerici kuru eleme üzerinden e
- Her boş elek ağırlığını kaydedin ve 4.7 mm elek üstünde olmak 4.7 mm tavadan için elekler yığını.
- , 4.7 mm elek içinde biochar 60 gr koyun üstüne kapağı yerleştirin ve çalkalayıcı üzerinde elek destesini sabitleyin.
- 10 dakika süre ile çalkalanır ve her bir elek ağırlığını kaydedin. Her elek kalan yüzde bir excel dosyasındaki verileri rapor.
- Triplicat tüm örnekleri analizYedi ABD Standart elekler ve pan (4.7, 2.0, 1.0, 0.50, 0.25, 0.15, ve 0.0075 mm) kullanılarak ASTM D5158-98 10 uyarlanan ilerici kuru eleme üzerinden e
3. Test Kategori B: Zehiri Raporlama
- Çimlenme Testleri
- Solaiman ark özetlenen tohum çimlenme testi yöntemini kullanın. (2012) 11.
- Pozitif kontrol olarak filtre kağıdı ve çömlekçilik toprak kullanın.
- Her bir tedavi söz konusu ağırlıklar biochar 3 g, saksı toprağı 10 gr, ve filte 1 parça olduğundan emin olunr Kağıt.
NOT: Her yemeğin ~ böylece Bu değerler, Petri kabındaki hacme dayalıdır (hacim olarak) tam 50%. - Petri kapları (çapı 8.5 cm), beş Cucurbita spp pepo yerleştirin. Pepo (kabak) tohum ve 50 Medicago sativa (yonca) tohumları her tedavi içine.
- Bir dereceli silindir kullanarak, daha sonra, ilgili kapak ile kapak, her Petri tabaklarına, 15 mi su ilave edin.
- Bir saat 14:10 (gündüz: gece) altında çimlenme için Petri kapları yerleştirin floresan fotoperiyodun ve 27 ºC (± 6 ºC) sıcaklığını muhafaza.
- Yedi gün sonra çimlenen tohumların sayısını kaydedin. % Olarak bildirin sonuçları Petri kabı başına çimlenmiş. Bir cetvel kullanarak çimlenmiş tohum kök uzunluğunu ölçün. Her Petri kabı (cm / Petri) için bir toplamı olarak bildirin kök uzunlukları.
- Solaiman ark özetlenen tohum çimlenme testi yöntemini kullanın. (2012) 11.
- Earthworm Kaçınma
- Turba yosun ve çömlekçilik oluşan sağlıklı bir toprak matris içinde Eisenia fetida MağazaToprak ve ~ 30% toprak nemi korumak.
- Li ve arkadaşları tarafından tarif edilen solucan kaçınma yöntem kullanınız. (2011). 0.3-0.6 g büyüklüğü arasında değişen solucanlar seçin.
- Bu tahlil için, Çevre Kanada'nın Akut Kaçınma Testi (Çevre Kanada, 2004) belirtilen kişilere altı kaçınma jantlar (Şekil 1) veya benzer bir yapı kullanın.
- Karışım ayrıca (ağırlık olarak)% 2.8 bir oranda çömlek toprağı ile bir kürek ve kepçe kullanarak biochars.
- Bir değiştirilmemiş bir kontrol olarak hizmet veren her bölmeye (Şekil 1), yani biochar olmadan toprak ile, toprak ya da toprak / biyokömür karışımı 120 g altı bölmeleri, her doldurun. Yuvarlak orta bölmeye 10 solucanlar ekleyin.
- Sonsuz kaçmasını önlemek için alüminyum folyo ile kaplanmış kaçınma tekerleği tutmak 48 saat süre ile solucanlar Açığa. 20-25 ° C arasında kaçınma tekerlekleri sıcaklık koşulları sağlamak. Toprak nemi izlemek ve ~% 30 korumak. 48 saat sonra solucanları kaldırmak ve kaçınma tekerlek kendi konumunu kaydetmek, onlar i olan yani ise) değiştirilmiştir veya ii) düzelmeyen bölmeleri. Gelecekteki test için solucanlar tekrar etmeyin.
- Polisiklik aromatik hidrokarbonların (PAH)
- EPA 8270 12 göre çözücü ekstraksiyonu ve GC-MS ile analiz PAH'ları.
- Poliklorlu bifeniller (PCB) Konsantrasyon
- Gece boyunca 18-24 saat süre ile 25 ° C 'de kuru numuneler (10 g), 10 g sodyum sülfat ve 10 g Ottawa kum ile ince bir toz (parçacık boyutu <0,15 mm) kadar öğütün.
- Bir analitik boş (Ottawa kum), bir kontrol (PCB standart bilinen bir miktar) ve her 10 bilinmeyen numune için, bir analitik çift örnek içerir.
- Soxhlet yüksük içine 2 gr örnek yerleştirin ve iç vekil standart olarak 100 ul decachlorobiphenyl (DCBP) ekleyin.
- 4- de 4 saat süre ile, bir Soxhlet tertibatında örnekleri ekstrakte250 ml diklorometan içinde bir saat başına 6 çevrim.
- Bir mikro-63 Ni elektron yakalama detektörü (GC / μECD) ile teçhiz edilmiş bir gaz kromatograf, bir kaynaşık silika kılcal sütun (30 m, 0.25 mm iç çap, 0.25 um film kalınlığı x) ve uygun yazılımı toplam Aroclors için biyokömür özleri analiz kullanılması. / Dakika 1.6 ml'lik bir akış oranında taşıyıcı gaz olarak helyum kullanın. Elektron yakalama dedektörü (AKD) için makyaj gazı olarak Azot kullanın. Ug / g kuru ağırlık olarak bildirin değerleri.
- Metal Analizi
- Hava kuru örnekler 18-24 saat boyunca ve bir havan ve havan tokmağı ile ince toz (parçacık boyutu <0,15 mm) haline getirin.
- Reajan dereceli konsantre edildi asitler, ısı miktarı 1-2 ml'ye indirgenir nitrik asit ve 6 ml% 38 (ağırlık / ağırlık), hidroklorik asit (ağ / ağ) kadar 2 mi% 70 numune 0.5 g kullanılması. Daha sonra makyaj çözeltisi, bir Whatman No. 40 filtre p içinden süzülmüş damıtılmış kullanarak volümetrik bir şişede, 25 ml deiyonize su içinaper.
- Aşağıdaki standartlar / kontroller ile eş zamanlı indüktif eşleşmiş plazma atomik emisyon spektrometresi (ICP-AES) kullanarak örnekleri analiz (adım 3.5.3.1 bakınız). Çoklu-element ICP standartlarını analiz ve kalibrasyon eğrilerinin% hatası ve korelasyon katsayıları kontrol edin. Standartlar, her standart birçok unsurları ile özel karışımlarda satın alınır. Her eleman (kadmiyum 0, 0.1, 1.0 ve 5 ppm çalıştırmak örneğin) bir 3 noktalı kalibrasyon eğrisi vardır. Kalibrasyon kontrolü standartları ile eğrileri doğrulayın. Yaklaşık her 18 örnekleri yeniden ayarlayın.
- Alet istikrarı doğrulamak için örnekleri ile iç standartlar 'on line' (indiyum ve scandium) ekleyin. Sertifikalı referans malzemelerin (Bush, Şube ve Yapraklar, Beyaz Lahana ve ıspanak) dahil olmak üzere ek kalite kontrol standartlarına örnekleri analiz, yöntem boşlukları (boş sindirim borusuna asit eklemek ve yukarıda 3.5.2 açıklandığı gibi davranmasını), analitik çiftleri, ve alan çiftleri.
- Merkür
- Enstrümantasyon ABD EPA Method 7473 özetlenen kriterleri karşılayan ve doğrudan cıva ölçümü sağlar olun
- Kuvars veya nikel olana kadar öğütülür, hava ile kurutulmuş biochar (parçacık boyutu <0.15 mm), 100 mg ağırlığında tekneler tartın.
- Çalışma stoğu yapmak için iki deiyonize su (DDI), 1.000 ug / ml Hg'de ve% 5 hidroklorik asit, ICP-AES stok solüsyonu kullanarak (5 ug / ml, 1 ug / ml, 0.1 ug / ml, 0.01 ug / ml) ve kalibrasyon standartları.
- Bir yöntem boş olarak temizlenmiş boş tekne kullanın. Boş, yüksek QC (200 ng Hg - 1 ug / ml Hg, 40 ul), Boş, Boş, Standart Referans - boş bir yöntem, düşük QC (1 ug / ml Hg 20 ul 20 ng Hg) ile başlayan örnekleri analiz Malzeme (MESS-3), Boş, MESS-3, Boş Boş, Numune 1, Örnek 2, Boş, Numune 2 dup, Boş, Numune 3, Boş, vb
- Örnek termal bir sürekliliğinden içinde ayrışır enstrüman odasında tekneler yerleştirinoksijen lı akışı.
Not: yanma ürünleri oksijen akışı kapalı gerçekleştirilebilir ve daha sonra sıcak bir katalizör yatağı içinde dekompoze olur. Merkür buharlar altın amalgamator tüp sıkışıp ve daha sonra 254 nm spektrofotometrik miktar tayini için desorbe edilecektir.
4. Test Kategori C: Biochar İleri Analiz ve Toprak Geliştirme Özellikleri
- Azot gibi amonyum
NOT: yöntem çözelti içinde amonyum tuzları fenoksit ile reaksiyona burada Berthelot reaksiyon kullanır. Sodyum hipoklorit ilave yeşil renkli bileşiğin oluşumuna yol açar. Sodyum nitroprussid rengini yoğunlaştırmak eklenir.- 125 ml'lik bir Erlenmeyer şişesi içine yer hava ile kurutulmuş numunenin (parçacık boyutu <0.15 mm) 5 g tartın. 2 M (% 0.01 50 ml ilave edilir (V / V) KCİ. Tamamlandıktan çalkalandıktan sonra, 100 ml pl içine Whatman No.42 filtre kağıdı içinden örnekleri filtre edin. 200 rpm'de 1 saat için bir döner sallayıcı üzerinde şişeler koyunastic şişesi kullanılmıştır.
- Reaktif Çözümleri hazırlayın:
- Alkali Fenol - tedbir 1-L hacimsel olarak sıvılaştırılmış fenol 87 ml DDI su ile 2/3 dolu. , 34 gr NaOH ekle DDI su ile hacme tamamlanır.
- Hipoklorit Çözüm - 100 ml kullanılarak silindir ölçüsünü ticari çamaşır suyu (% 5-10) 31.5 ml mezun ve DDI su ile 100 ml doldurun. Şişe ve NaOH peletleri 1.0 g'ı eklenmekte ve bunları çözmek için izin vermek için aktarın.
- EDTA çözeltisi - 1 L'lik bir volumetrik di-sodyum EDTA ve 0.4 g NaOH, 32 gr çözülür DDI su ile 2/3 dolu. 0.18 gr nitroprussite ekleyin ve sallayarak çözülür. DDI su ile hacme ikmal edilmekte ve 3 ml Triton (% 10) ekleyin.
- Kalibrasyon standartları hazırlanmaktadır (0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1.0 ve 2.0 ug / ml, N konsantrasyonu) kullanılarak tepkin madde gradlı NH4CI ve DDI su. Standartlar için kullanılan kaynaktan farklı amonyum klorür tepkin madde gradlı kaynağından QC referans standardı hazırlayın.Boşlukları gibi çift deiyonize su kullanın.
- Autoanalyzer yayınlanmaya başlar. Kalibrasyon Standartları (yüksekten düşüğe) 2 x Yüksek Standardı (2.0 ug / ml N), Yöntem Boş, Yüksek Standart, Düşük Standardı (0.1 ug / ml N) x 2, Yıkama Su, QC Referans ile başlamak her koşmak Tasarım Örnek x 2, Örnekleri, Örnek yinelenen ve Yüksek Standart., ve Yıkama Suyu.
NOT: otoanalizör yazılım otomatik özü konsantrasyonları hesaplar. - Biochar Konsantrasyon = (Extract Konsantrasyon x 50 ml (KCl)) / 5 gr Biochar örnek hesaplayın.
- Otoanalizatörü KCl Kasalı Nitrit ve Nitrat
Not: Griess Ilosvay kolorimetrik yöntem bir diazo bileşik oluşturmak üzere asidik koşullar altında sülfanilamid, nitrit iyonlarının reaksiyonu kullanmaktadır. bileşiği, bundan başka, bir kırmızı azo boyayı oluşturmak üzere, N -1 naphthylethylenediamine dihidroklorid ile reaksiyona girer. Örnek Nitrat bir indirgeyici madde maruz kaldığı nitrit dönüştürülür(Bu durumda bir bakır-kadmiyum sütun azaltarak). Bu örnekteki nitrit + nitrat konsantrasyonunun bir ölçüsünü verir.- 125 ml'lik bir Erlenmeyer şişesi içine yer hava ile kurutulmuş numunenin (parçacık boyutu <0.15 mm) 5 g tartın. 2 M (0.01% (v / v)) KCI 50 ml ilave edilir. 200 rpm'de 1 saat için bir döner sallayıcı üzerinde şişeler koyun. Tamamlandıktan çalkalandıktan sonra, 100 ml'lik bir plastik şişelere Whatman No.42 filtre kağıdı içinden örnekleri filtre.
- Reaktifler (amonyum klorid ve renk reajanı), oda sıcaklığına ısınmaya bırakın.
- Lamba ısınmak izin kolorimetresi açın. Amonyum klorür, Renk Reaktif ve Su etiketli reaktif çizgiler otomatik analizörü dahilinde Saklanan; Pompayı başlatmak ve su sistemi ile çalışacak düzgün fonksiyonu için tüm pompa-boru hatlarını kontrol sağlar.
- Sistem dengelenmiş sonra, ilgili reaktifler yer hatları ve 5-10 dakika çalışmasına izin. Grafik kaydedici açın. Temel stabilize etmek için bekleyin ve 10 inci set
- Sırasıyla, KNO 3 ve NaNO 2 ve DDI su 100 ug / ml nitrat ve nitrit QC Stok Standartları hazırlayın. 50 ml hacminde bir şişeye, 100 ug / ml stok çözeltisi, 5 ml ilave ve% 0.01 KCI ile hacme, 10 ng / ml ara madde, standart hale getirmek için. Kalibrasyon standartları% 0.01 KCI ve kalibrasyon standartları için 25 ml hacminde şişelerinde hazırlanan 10 ug / ml bir ara standart birleştirme yapmak için (0.05, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2 ug / ml NO 3 veya NO 2). Yöntem boşlukları için KCI kullanın.
- Ottawa kum (atıl malzeme) 5 g kullanarak ani hazırlayın ve 10 mg N / kg örnek bir sonuç için uygun 1.000 ug / ml QC standardı 0.05 ml ekleyin. Her 1.000 ug / ml QC standart stokunun 0.025 ml tek örnek spike bir kombine HAYIR 3 + HAYIR 2 başak olun. 1 Uygun 0.025 ml bilinmeyen biyokömür örnek 5.0 g spike tarafından vadede başına bir örnek başak hazırlayın,000 ug / ml QC standart stok.
- Analizi yayınlanmaya başlar. Tam kalibrasyon standartları, iki QC Referans Örnekleri, en az iki KCl boşlukları seti, ve en az iki Nitrit Standartları, Ottawa Kum Spikes ve boşlukları bir dizi ve her vadede bir örnek Spike ekleyin.
NOT: Standartlar her 5 bilinmeyen numuneler arasındaki belirteçler olarak yeniden olabilir ve standart eğrinin hazırlanması için değerlerini doğrulamak için. - Her bir çalışma sonunda 2.0 ug / ml standart tekrarlayın. % 10 minimum oranda yinelenen örnekleri çalıştırın. Çalıştır nitrit + nitrat analizi ilk Nitrit analizi izledi.
- Tüm standartlara, QC çek ve numunelerin Nitrit Nitrat Çalışma tepe yükseklikleri rekor. Yükseklik ölçümü olarak grafik birimlerinin sayısını kullanın. Enstrümantasyon kalibre etmek için, standartların göreli yükseklikleri kullanın. Standartları yeniden çalıştırın eğer R 2 değeri, 0.99 üstünde yatıyor emin olun.
- Formul kullanarak örneklerinin konsantrasyonunu hesaplayına:
Özü Konsantrasyon = (Tepe Yüksekliği - Kalibrasyon Eğrisinin Önleme / Kalibrasyon Eğrisi Eğim) x Sulandırma
Biochar konsantrasyonu = (Ekstre konsantre x 50 mL (KCl)) / 5 gr Biochar Örnek - Nitrat hesaplamak için nitrat artı nitrit konsantrasyonu tahmin nitrit konsantrasyonunu çıkartın.
- Ekstrakte Fosfor (% 2 formik asit Ekstraksiyon)
NOT: Otomatik analiz yazılımı otomatik olarak konsantrasyonlarını hesaplar. yazılım raporları kalibrasyon bilgileri, kalibrasyon eğrisi uyum iyiliği, çalışma olmuş tüm örnekler, kalibranlarla, boşlukları ve QC örnekleri için konsantrasyonlar.- Temiz bir cam kap veya steril bir plastik poşet içinde analiz mağaza örneklerinin önce. Buzdolabında örnekleri tutun ve iki hafta içinde analiz veya bir yıla kadar donmuş tutmak.
- Numuneler için kullanılan aynı ekstraksiyon sıvısı ile tüm standartları ve QC standardını olun. Standart bir refere olarak Estuarin Tortu kullanmance malzeme ve örneklerin her banyosunda iki boşlukları ayıklanmasını içerir.
- 20 ml (% 98-99) formik asit ilave ve DDI su ile hacme girip, DDI su ile 750 ml'ye kadar dolu bir 1 L'lik bir volumetrik kullanılması.
- 125 ml'lik bir Erlenmeyer şişesi içine yer hava ile kurutulmuş numunenin (parçacık boyutu <0.15 mm) bir 1.0 gr. % 2 formik asit çözeltisi 50 ml ilave edilir. Daha sonra 200 rpm'de 1 saat boyunca döner bir çalkalayıcı üzerine aktarmak, 10 dakika boyunca sonikatöre şişeler koyun. 125 ml'lik bir Erlenmeyer şişe başka bir dizi halinde Whatman No.42 filtre kağıdı kullanılarak filtre örnekleri çalkalanmış.
- Standartları ve Spikes hazırlayın:
- Potasyum dihidrojen ortofosfat ve DDI su 1.000 mg / ml QC Stok Standard hazırlayın. Kalibrasyon standartları (5 ug / ml, 1 ug / ml, 0.5 ug / ml, 0.2 ug / ml, 0.1 ug / ml) için QC Stok Standart kullanın. QC Spike yapmak için QC Standart 0.100 ml kullanın. 50-ml'lik hacim QC Stok Standart 0.100 ml ekleyin, QC Standart Kontrol yapmak içinumetric şişe ve KCl ile hacme bunu telafi.
Not: Bu, 0.2 ug / ml seyreltme konsantrasyonudur. - QC Referans Örnek olarak haliç tortu kullanın. Yöntem boş olarak% 0.01 KCI kullanın.
- Potasyum dihidrojen ortofosfat ve DDI su 1.000 mg / ml QC Stok Standard hazırlayın. Kalibrasyon standartları (5 ug / ml, 1 ug / ml, 0.5 ug / ml, 0.2 ug / ml, 0.1 ug / ml) için QC Stok Standart kullanın. QC Spike yapmak için QC Standart 0.100 ml kullanın. 50-ml'lik hacim QC Stok Standart 0.100 ml ekleyin, QC Standart Kontrol yapmak içinumetric şişe ve KCl ile hacme bunu telafi.
- Otoanalizör sistemi üzerinde analiz. Primer (Yüksek Standardı (0.5 ug / ml), kalibranlarla (5 ug / ml, 1 ug / ml, 0.5 ug / ml, 0.2 ug / ml, 0.1 ug / ml), Boş, boş, yüksek standart (olarak belirleme numuneleri 0.5 ug / ml), Düşük Standart (0.1 ug / ml), Düşük Standart (0.1 ug / ml), boş, QC, (Referans Örnek / Estuarin Tortu), QC, (Referans Örnek / Estuarin Tortu), boş bir yöntem olup, Numune 1, vb Örnek 2, Örnek 2 Duo, Örnek 3, Yüksek Standart, Null.
- Numunelerin her bir parti olarak iki boşlukları özü Diğer boş bir yöntem olup, bu, numune tablası yerleştirilmesi için, bir boş bir kalibrasyon olup, otomatik numune alıcı bir standart bir rafa yerleştirilir edilmelidir.
- Özgül Yüzey Alanı
NOT: analysiBrunauer-Emmett-Teller (BET) yüzey alanı için s RMC Kimyasal Biyolojik Radyo Nükleer (KBRN) Koruma Laboratuarı'nda gerçekleştirilmiştir. yöntem, 2 saat, en az 120 ° C de gaz giderme işleminden sonra 0,01-0,10 göreli basınç aralığında 77 K N2 gaz emme analizini kullanmaktadır. Bir yinelenen numune her 6 bilinmeyen numuneler analiz edildi. Numuneler, analizden önce toz haline öğütülür değildir.
NOT: Gaz giderme süreleri ve basınçları araç üreticisi özgüdür ve sağlanan yöntem yüksek sıcaklık aktif karbonlar ile daha önce onaylanmıştır. - Katyon Değişim Kapasitesi (KDK)
- CEC hesaplamak için Laird ve Fleming (2008) tarafından açıklanan MSK sodyum asetat yöntemi izleyin.
- Bir analitik boş (DDI su), standart referans malzeme (Ottawa Kum) ekleyin ve her 10 örnek için çoğaltın.
- NaOAc 136,08 g eritilmesi ile doyurulması çözeltisi (1 M NaOAc, pH 8.2) hazırlayın. 3H 2 O750 ml deiyonize damıtılmış su. Asetik asit ya da sodyum hidroksit eklenerek 8.2 pH ayarlayın. DDI su ile 1 L'ye seyreltilir.
- Damıtılmış 200 ml deiyonize su ile 800 mi IPA birleştirerek ilk durulama çözeltisi (% 80 izopropanol (IPA)) hazırlayın. Sonra ikinci durulama solüsyonu (% 100 IPA) hazırlamak.
- Damıtılmış 1 L iyondan arındırılmış suya 5.35 g NH4CI çözülmesiyle değiştirilmesi çözeltisi (0.1 M NH4CI) hazırlayın.
- 30 ml santrifüj borusu ile örnek 0.2 g (kuru hava taşlanmamış) tartılır. Aynı zamanda, bir önceden tartılmış alüminyum kurutma kabına aynı hava ile kurutulmuş numunenin 0.5 g tartın. Bir desikatör içinde soğumaya ve bundan sonra da hava ile kurutularak numunenin su içeriğini belirlemek için tekrar tartılır, 2 saat boyunca 200 ° C 'de fırında kurutma alüminyum tavaya örnek yerleştirin. Su içeriği düzeltme faktörü, F (adım 4.4.1.10) hesaplamak için bu örneği kullanmak.
- Doyurma çözeltisi 15 ml ilave edilir, girdap, daha sonra 3000 santrifüj5 dakika boyunca x g. Hiçbir örnek kaybolur sağlamak için süpernatant atın dikkatli Durusu ve. Bu adımı iki kez daha tekrarlayın.
- Ilk durulama çözeltisi 15 ml ilave edilir. 5 dakika boyunca 3.000 xg'de Vortex ve santrifüj. Durusu ve dikkatle süpernatant atın. Bu adım birçok kez, yüzer çözeltisinin elektrik iletkenliğinin ölçülmesi, her zaman tekrar edin. Süpernatant iletkenliği IPA (~ 6 uS / cm) ile doymuş NaOAc'den iletkenlik altına düştüğünde, ikinci durulama çözümüne geçiş. Süpernatant iletkenliği / cm 1 uS altına düşene kadar örnek çalkalamaya devam edin.
- Daha sonra değiştirilmesi çözeltisi 15 ml ilave, bir duman başlığı içinde havada kurumaya örnek izin verir. 5 dakika boyunca 3.000 xg'de Vortex ve santrifüj. Süzün ve 100 ml hacminde bir şişeye süpernatant kaydedin. Bu adımı üç kez daha aynı ölçülü balona süpernatant tasarrufu her zaman tekrarlayın. Sonra damıtılmış, iyonu giderilmiş wa 100 ml hacimsel getirmekter.
- Daha önce açıklandığı gibi indüktif eşleşmiş plazma atomik emisyon spektrometresi-(ICP-AES) üzerinden sodyum içeriği analiz.
- Aşağıdaki hesaplamalar gerçekleştirin:
F = (fırında kurutulmuş hava ile kurutulmuş numunenin ağırlığı, - hava ile kurutulmuş numunenin ağırlığı)
100 ml hacminde bir şişe içerisinde C = Na konsantrasyonu (mg / L)
Hava kuru numunenin B = ağırlığı (g) santrifüj tüpüne eklendi
MSK = (C x 0.435) / (G x F) (cmol / kg)
- CEC hesaplamak için Laird ve Fleming (2008) tarafından açıklanan MSK sodyum asetat yöntemi izleyin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
IBI 13 tarafından belirlenen kriterlere bir karşılaştırma da dahil olmak üzere tüm sonuçların bir özeti Tablo 1 (özet), 2 (Yeni, Yüksek, Düşük, Üçüncü Hammadde ve Yüksek 2 biochars) ve 3 (Eski biyokömür) bulunabilir. 2012 ve 2013 (Tablo 2) kullanılan tüm biochars ve besleme stokları IBI tarafından belirlenen kriter içinde iyi ve biochars arasında küçük farklılıklar vardı. Alt biyokömür (Tablo 3), test için verilen ilk biyokömür, kullanılan nakliye palet ve inşaat atıklarının yapılmış ve metal arsenik, krom, bakır ve kurşun seviyelerinin yüksek olduğu tespit edilmiştir. Alt biyokömür da kontağı kaybı ile tespit edildiği üzere organik karbon (% 63.2), en düşük seviyelerine sahipti. Bu biyokömür ekstre fosfor (850 mg / kg) ve CEC (34.8 cmol / kg) en yüksek düzeyde, hem de ince tanecikler (<0,5 mm,% 48), en yüksek yüzdeye sahip. Alt biyokömür ayrıca tek biyokömür olduçimlenme testi (Şekil 3) başarısız ve onlar (Şekil 2) Yeni biochar% 2.8 değişiklik tercih ise Eisenia fetida (toprak omurgasız) anlamlı,% 2.8 Eski biyokömür değişikliği kaçınılması olduğu tespit edilmiştir.
Testi Kategori A: Temel Biochar Yardımcı Özellikleri
Piroliz yoluyla biyokömür üretimi esas biyokütle kömürleşme olduğunu. karbonizasyon işlemi genellikle doğada 14-18 aromatik olan karbon içine ağaçları ve selüloz malzemelerin yapısal organik moleküller, ya da karbon içeren artıklar, transformasyonu için izin verir. Karbonizasyon bağlı olarak piroliz işlemi 19 boyunca ısı etkisi ile, biyokütle ham malzemeden su ve uçucu maddelerin çıkarılması ile elde edilir. Ticari bir sera üretilen biochars tüm Alt dışında nispeten düşük nem yüzdesi (<% 5) ihtivabiyokömür. Tüm biochars piroliz ile besleme malzemesinin tamamen kömürleşme bir sonucu olarak, organik karbonun kendi bileşim açısından A sınıfı olarak IBI (>% 60) göre sınıflandırılır. Bu nedenle bağlı organik karbon oranının yüksek, üretilen tüm biochars biochar 13 inorganik ya da mineral bileşeni kül düşük bir orana (<% 2.5) sahiptir. Bu, düşük bir kül biochars doğrudan besin önemli miktarda vermemekle birlikte yüksek kül biyokömür (genellikle gübrelerin ve kemiklerden yapılmış) muadilleri gibi toprağa; Bu biochars karbon içeriği çok yüksektir ve bu nedenle, daha yüksek uzun vadeli besin tutma yetenekleri 20-22 sahiptir.
Karbon oranı hidrojen (H: C) genellikle çevre 18 uzun vadeli istikrar ile bağlantılı olmuştur biochar, bir aromatisite ve olgunlaşma derecesini ölçmek için kullanılan bir terimdir. Biyokütle ham için selüloz içerennd lignin, H: C oranları yaklaşık 1.5 vardır. Cı oranı <0.5: Bununla birlikte, 400 ° C'den daha yüksek sıcaklıklarda, bu maddelerin piroliz H biochars üretilmesi beklenir. C oranı <0.1 biochar 23 grafit-benzeri yapıyı gösterir: Bir lH bildirilmiştir. Bu biochars doğada oldukça aromatik ve ortamda uzun vadeli istikrarı olacak belirten, 0.02 den daha az C oranları: Bu rapordaki tüm biochars H var.
Toprak pH toprak asitliği bir ölçüsüdür, ve dünya çapında ne yazık ki birçok tarım Kanada'da topraklar ve (pH <7), onlar ekin büyüme için ideal değildir anlamına asidik. Bir alkalin pH Biochars (> 7), bu sera ile üretilen gibi, bitki büyümesi için daha uygun olan seviyelere toprak pH'ı arttırmak amacıyla asidik topraklarda eklenebilir.
Bitki büyümesi için bir başka önemli özelliği toprak partikül büyüklüğü dağılımı (PSD). Olumlu ve böylece zaman biochar uzunluğu bitki büyümesi 24 avantajlar sunuyor artan zamanla toprakaltında biyokömür hareketi toprak havalandırma artırmak ve önleyebilir kaba partiküllerin daha yüksek bir yüzdesi var Biochars. Ancak, daha küçük partikül boyutları kirleticiler daha kolay 3,25, 26 bağlanması için gözenek alanı erişebilir gibi, kirletici SORB ve biyo en aza indirmek için niyet ile iyileştirme amaçlı üretilmiş olan biochars için tercih edilmektedir. Ayrıca küçük parçacıklar artar boyutları kirletici sorpsiyon 27 için uygun olan toprak birim hacmi başına biyokömür parçacıkların sayısı. Önceki bir çalışmada 3'te olduğu gibi, ince ebatlı partiküller 0.5 mm <0.25 mm ve kaba parçacıkların> o olarak tanımlanmaktadır. New-yüksek ve üçüncü Hammadde adlı biochars kaba parçacıkların (~% 98), yüksek bir oranda ve ince parçacıkların (~% 2), düşük bir miktar içermektedir. biyobiraz daha düşük bir sıcaklıkta üretilir char,% 89 ve kaba% 11 ince parçacıkların büyüklük. Bu biochars Bütün özellikle bozulmuş veya kil türü topraklarda toprak dokusu ve havalanması için önemli iyileştirmeler sunabilir. Eski biyokömür% 52 kaba ve% 48 ince partiküllere sahip, diğerlerinden önemli ölçüde farklılık bir PSD vardı. Bu PSD ile biyokömür kirletici emilimi birincil odak noktası Kirletilmiş alanların, kullanım için tercih edilebilir.
Deney Kategori B: Zehiri Raporlama
Biochar Biyolojik Testi, bu maddelerin toprak omurgasız ve bitkilere toksisite (eğer varsa) belirlemek için önemlidir. Bugüne kadar, küçük mevcut karasal organizmalar üzerinde biochar potansiyel etkisi ve bunlarla ilişkili tepki üzerine literatür ve hediyeler sonuçları çelişkili var yok genellikle edebiyat vardır. Kirleticilere maruz kalma solucanlar gibi ayrışan gibi temel toprak işlevlerini gerçekleştirmek için yeteneği önleyebilirition, besin cevherleşmesi, ve toprak yapısı geliştirmeleri 28. Solucan kaçınma ile değerlendirilen yeni biyokömür ancak solucanlar anlamlı Alt biochar (Şekil 2) önlenmesi, solucan Eisenia fetida üzerinde zararlı bir etki göstermemiştir. Çimlenme deneyleri bitkiler, belirli bir maddenin toksisitesini değerlendirmek için kullanılan bir tekniktir. Saksı toprak filtre kağıdı sık sık teşvik küf oluşumu gibi filtre kağıdı daha iyi bir kontrol olarak görev yaptı. Kabak ve yonca tohumu sırasıyla% 12 ± 67 ve% 81 ±% 6,% çimlenme, iyi çimlenmiş. Kökler ayrıca yedi gün 0.6 cm ± 14 cm ve sırasıyla kabaklar ve yonca için 8 cm ± 55 cm olduktan sonra ortalama uzunlukları ile de çoğaldı. Solucan kaçınma çalışmalarda olduğu gibi eski biyokömür bitkiler toksisite gösterdi ve yedi gün (Şekil 3 sonra yüzde çimlenme ve kök uzunluğu ile ölçülen olarak değerlendirilen diğer tüm biochars çimlenme tohum hiçbir zararlı etkisi gösterdi
Biochar bazı türleri, organik kirletici maddelerin Sorb ve ortamda toksisitesini azaltmak için potansiyele sahip olmalarına rağmen, biochar dikkatlice karakterize edilmesi kirlenmiş besleme stoğu bir sonucu olarak bu tür PAH, PCB gibi zararlı kirleticileri içeren olmamasını sağlamak için gerekli olan ve metal bir ya da piroliz koşulları. Sera üretilen biochars hiçbiri IBI kurallarına aşan PAH konsantrasyonları vardı. Alt biyokömür PCB ve metaller arsenik, krom, bakır ve kurşun yüksek seviyelerine sahip olduğu tespit edilmiştir, diğer ikisi ise biyokütle malzemelerden üretilen biochars arasında, ancak hiçbiri IBI kılavuzlar üzerinde metal ihtiva etmiştir. Eski biyokömür kullanılan nakliye palet ve büyük olasılıkla, metal kontaminasyon kaynağı olan inşaat atıkları üretilmiştir. Alt biyokömür Tarım toprakları ya da ev bahçeleri kullanım için uygun değildir, ancak tüm diğer biochars Bu amaçlar için kullanılabilir.
Testi Catekanlı C: Biochar İleri Analiz ve Toprak Geliştirme Özellikleri
Amonyum ve nitrat yüksek konsantrasyonda ihtiva eden Biochars sentetik gübre gereksinimlerini karşılamak için tarımsal toprağa uygulanabilir. Biyokömür büyük ölçekte sonra uygulamayı bu azot bileşikleri fazlalığı varsa Ancak, atmosferik N 2 O konsantrasyonu artırmak ve nitratlar ile su kaynaklarının içme kirletebilir. Çalışılan biochars hiçbiri amonyum nitrat veya yükseltilmiş miktarda içermektedir.
Fosfor bitki ve hayvanlarda hem de doğru enerji kullanımı ile ilgili birçok fizyolojik süreçler için önemli bir bileşenidir. Mevcut fosfor orta miktarlarda Biochars önemli bitki gübre hareket edecek. Ontario'da, 15-30 mg / kg fosfor içeren topraklar 31-60 mg / kg, orta, düşük kabul ve 61-100 mg / kg yüksek olan. Eski biyokömür mevcut fosfor yüksek oldu850 mg / kg ve zaten fosfor yüksek olarak sınıflandırılan topraklarda eklemek için uygun olmayabilir. Ancak, test edilen tüm diğer biochars yararlı olan fosfor, çok daha düşük bir miktarda vardı ve (ağ / ağ)% 10 a kadar oranlarda ilave edildiklerinde sorunlara neden beklenmeyebilecektir.
Piroliz sırasında çıkan (nem hariç) biochar bileşenleri gibi uçucu madde ifade edilir. Bu bileşenler, tipik olarak kısa ve uzun zincirli hidrokarbonları, kükürt küçük miktarlarda aromatik hidrokarbonların bir karışımıdır. Uçucu madde de biochars (bölüm 2.2) nem ve kül içeriği belirler yakın analizi ile tespit edilmiştir. Uçucu içerik malzemesi 29 istikrarı etkiler, N kullanılabilirliği ve bitki büyüme 30. Teoride, uçucu madde yüksek biochars az istikrarlı ve mikrobiyal büyüme için enerji sağlar ve gerekli azot kullanılabilirliğini kısıtlamaktadır kararsız karbon yüksek oranda var içinbitki büyüme. Deenik ve ark. Tarafından yapılan bir çalışma, (2010) 35,% uçucu madde (nitrojen yetmezlik indükte) yüksek olduğu kabul edilir, ve% 10 uçucu madde düşük olduğu gösterilmektedir. Bu rapordaki tüm biyokömür% 20'den daha az uçucu madde bulunmamaktadır ve bundan dolayı, bitki büyümesini sınırlamaya beklenmeyebilecektir. Uçucu madde kısmi analizi saptanması, ticari bir sera ile üretilenler gibi düşük kül konsantrasyonları ile biochars için çok önemlidir.
Spesifik yüzey alanı (SSA), bir biochar gözeneklilik bir ölçüsüdür. Dış biyokömür yüzey alanı, aynı zamanda gözenek boşluklarının içinde yüzey alanı da içerir ve organik kirletici maddelerin Sorb bir biochar yeteneğini öngörmek için kullanılan önemli bir özelliğidir. Kirletici emilimi aromatik kirletici halka (lar) ve biochar 31 arasındaki π-π etkileşimleri (çekici, kovalent olmayan bağlanma) atfedilmiştir. Aktif karbon (AC), bir kömür gibi matbu nedenle gözeneklilik en üst düzeye çıkarmak için, üretim esnasında muamele edilir, ve eri en biochars daha yüksek SSA sahiptir. , Denyes ve arkadaşları, 2012 ve 2013 yılında bildirildiği üzere, biochars.; Bu raporda sunulan biochars tüm (~ 800 m2 / g, yani daha az AC daha), 300 m2 / g aralığında SSA olmasına rağmen Eski ve Yeni, PCB iyileştirme için bir toprak değişiklik olarak hizmet etmek hem gösterilen önemli bir potansiyele sahiptir.
Katyon değiştirme kapasitesi (CEC), bir kir parçacığı, belirli bir pH değerinde tutma kapasitesine sahip olduğunu, katyonların numarası (pozitif yüklü iyonlar) bir ölçüsüdür. ve karboksil (COO -) - katyonları tutmak için toprağın yeteneği, hidroksil (OH) gibi bir parçacık yüzeyi üzerinde negatif yüklü siteleri ile elektrostatik etkileşimler kaynaklanmaktadır. gruplara 32, 33 toprağın MSK bağlanabilir essentia olan gübrelerden katyonları besinleri tutmak ve korumak için toprağın yeteneğiBitki büyüme l. Ayrıca, kurşun, kadmiyum ve çinko gibi birçok çevresel kirleticiler pozitif yüklüdür; Bu nedenle yüksek CEC ile topraklar su kaynaklarının içme içine bu kirleticilerin süzülmesini önlemek için görev yapabilir. Biochars nedeniyle topraklarda 32 pozitif yüklü kirleticileri gübre gereksinimlerini azaltmak ve hareketsiz olabilir bu nedenle negatif yüklü sitelerin sayısını artırır ve biyokömür yüzeyinin yavaş oksidasyona, toprakların CEC artırmak için bildirilmiştir. Tipik olarak, kumlu topraklarda var bir 1-5 cmol / kg arasında MSK, balçık topraklarda 5-15 cmol / kg, kil tipi topraklar> 30 cmol / kg organik madde 200-400 cmol / kg. biochar CEC belirlemek için yöntemler hala emekleme dönemindedir ve bu nedenle nispi olarak düşünülmelidir. Sera üretilen biochars MSK PCB kirlenmiş toprakların CEC daha yüksektir (Denyes ark., 2012), ancak kompost değiştirilen topraklarda daha düşük.
fo eşek = "jove_content": keep-together.within sayfa = "always"> 
Şekil 1. Solucan kaçınma tekerlek. Jantlar çelikten imal edilmiştir ve solucanlar yaklaşık çapı 5 cm birden delikler vasıtasıyla bölmelere boyunca taşımak için izin verilir.
Biyokömür başlıkları "Yeni" talaş malzemelerden üretilmiştir ise Eski ve Yeni tip biochars Şekil 2. Solucan kaçınma tahlil. "Eski" başlıklı biyokömür, inşaat atıkları yoluyla üretildi. * Düzelmeyen saksı toprağı ve saksı toprağı arasında anlamlı bir fark biochar (p <0.05) ya 2,8% ile değiştirilmiştir gösterir.
Şekil iki farklı bitki türlerinin 3. yüzde filizlenme. Kabak (Cucurbita pepo spp. Pepo) ve alfalfa (Medicago sativa), yedi gün boyunca, ticari bir sera üretilen çeşitli biochars üç kopya halinde yetiştirildi. Eski ve yeni Düşük ise, farklı besleme stoklarından yapılabilmektedir biochars bakınız ve yüksek piroliz farklı sıcaklıklarda bakın. * Anlamlı kontroller (saksı toprağı ve filtre kağıdı) arasındaki farkı gösterir.
| Örnek | Hammadde | Piroliz sıcaklığı | Organik Madde (LOI) | pH | MSK | PSD | PSD | SSA |
| Kaba | Ince | |||||||
| ° C | % | cmol / kg | % | % | m2 / g | |||
| Eski | 1 | > 700 | 63.2 | 9.3 | 34.8 | 51.7 | 48.3 | 373,6 |
| Yeni | 2 | 700 | 97.8 | 9 | 16 | 98.7 | 1.3 | 324,6 |
| Düşük Sıcaklık | 2 | 500 | 96.7 | 8.7 | 15.9 | 86.2 | 13.8 | 336,9 |
| Yüksek Sıcaklık0; | 2 | > 700 | 97.9 | 8.4 | 11.1 | 98.1 | 1.9 | 419,5 |
| Üçüncü Hammadde | 3 | 700 | 96.2 | 9.6 | 13.2 | 97.6 | 2.4 | 244,4 |
| Yüksek Sıcaklık-2 | 3 | > 700 | 97.1 | 9.1 | 17.1 | 97.9 | 1.9 | 428 |
| Niyet: Yanma Kaybı, MSK: Katyon Değişim Kapasitesi, PSD: Parçacık Boyut Dağılımı, SSA: Özgül Yüzey Alanı | ||||||||
Tablo 1. Hammadde tipi, piroliz sıcaklığı ve altı biochars fiziksel özellikleri.
| Gereklilik | IBI | Biochar | Hammadde Aralığı | Birim | |
| Kriterler | Menzil | ||||
| Testi Kategori A: Temel Biochar Yardımcı Özellikleri - Tüm Biochars için gerekli | |||||
| Nem | Beyan | <0,1-4,3 | % | ||
| Organik Karbon | Sınıf 1>% 60 | 96,2-97,8 (LOI) gösteren, | % | ||
| Sınıf 2>% 30 | 92,44-97,93 (Pro / Ult) | ||||
| Sınıf 3> 10 <% 30 | |||||
| LH: C Org | 0.7 max | 0,01-0,02 | Oran | ||
| Toplam Kül | Beyan | 1,38-2,26 | % | ||
| Toplam N | Beyan | 0,28-1,06 | % | ||
| pH | Beyan | 8,4-9,6 | pH | ||
| Parçacık Boyut Dağılımı | Beyan | 86-98 | % Kaba | ||
| 1,3-14 | % | ||||
| Ince | |||||
| Deney Kategori B: Tüm Karışımlarının için Zehiri Reporting- Gerekli | |||||
| Çimlenme | Başarılı / Başarısız | Geçiş | |||
| Earthworm Kaçınma | Beyan | Hiçbir Kaçınma | |||
| Poliaromatik Hidrokarbonlar (PAH) | 6-20 | <2.0 | mg / kg | ||
| Poliklorlu bifeniller (PCB) | 0.2-0.5 | <0,1 | mg / kg | ||
| Arsenik | 12-100 | <1.0 | <1.0 | mg / kg | |
| Kadmiyum | 1,4-39 | <1.0 | <1.0 | mg / kg | |
| Krom | 64-1,200 | <2.0 | <2,0-2,6 | mg / kg | |
| Kobalt | 40-150 | <1.0 | <1.0 | mg / kg | |
| Bakır | 63-1,500 | 3,6-6,5 | <2,0-5,9 | mg / kg | |
| Kurşun | 70-500 | <2,0-2,7 | <2,0-8,1 | mg / kg | |
| Merkür | 1,000-17,000 | <5,0-294 | ng / g | ||
| Molibden | 5-20 | <2.0 | <2.0 | mg / kg | |
| Selenyum | 1-36 | <10 | <10 | mg / kg | |
| Çinko | 200-7,000 | 5,6-56,2 | 7,8-30,5 | mg / kg | |
| Klor | Beyan | mg / kg | |||
| Sodyum | Beyan | 137-878 | <75-770 | mg / kg | |
| Testi Kategori C: Tüm Biochars için Biochar İleri Analiz ve Toprak Geliştirme Properties- Opsiyonel | |||||
| Mineral N (Amonyum Nitrat ve) | Beyan | <0,2-6,1 | mg / kg | ||
| Toplam Fosfor | Beyan | 69,5-276 | 52,5-74 | mg / kg | |
| Mevcut Fosfor | Beyan | 9-80 | mg / kg | ||
| Uçucu Madde | Beyan | 12,47-19,09 | % | ||
| Özgül Yüzey Alanı | Beyan | 244-428 | m2 / g | ||
| Katyon Hariçhange Kapasitesi | Beyan | 11,1-17,1 | cmol / kg | ||
Yeni, Yüksek, Düşük, Üçüncü ve Yüksek 2 Biochars ve Karışımlarının Tablo 2. Özeti Kriterleri ve Özellikleri. Bu tabloda listelenen tüm biochars aynı piroliz tesisinde benzer hammaddelerden üretilmektedir.
| Gereklilik | IBI | Biochar Aralığı | Hammadde Aralığı | Birim |
| Kriterler | ||||
| Testi Kategori A- Temel Biochar Yardımcı Özellikleri - Tüm Biochars için gerekli | ||||
| Nem | Beyan 20 | % | ||
| Organik Karbon | Sınıf 1>% 60 | 63.2 (LOI) | % | |
| Sınıf 2>% 30 | ||||
| Sınıf 3> 10 <% 30 | ||||
| LH: C Org | 0.7 max | Oran | ||
| Toplam Kül | Beyan | % | ||
| Toplam N | Beyan | % | ||
| pH | Beyan | 9.3 | pH | |
| Parçacık Boyut Dağılımı | Beyan | 52 | % Kaba | |
| 48 | % Güzel | |||
| Test Kategori B: Tüm Karışımlarının için Zehiri Reporting- Gerekli | ||||
| Çimlenme | Başarılı / Başarısız | Fail | ||
| Earthworm Kaçınma | Beyan | Avoided | ||
| Poliaromatik Hidrokarbonlar (PAH) | 6-20 | mg / kg | ||
| Poliklorlu bifeniller (PCB) | 0.2-0.5 | 1.2 | mg / kg | |
| Arsenik | 12-100 | 167 | <1.0 | mg / kg |
| Kadmiyum | 1,4-39 | <1.0 | <1.0 | mg / kg |
| Krom | 64-1,200 | 206 | <20 | mg / kg |
| Kobalt | 40-150 | 5.3 <5.0 | mg / kg | |
| Bakır | 63-1,500 | 558 | <5.0 | mg / kg |
| Kurşun | 70-500 | 314 | <10 | mg / kg |
| Merkür | 1,000-17,000 | <5.0 | ng / g | |
| Molibden | 5-20 | <2.0 | <2.0 | mg / kg |
| Selenyum | 1-36 | <10 | <10 | mg / kg |
| Çinko | 200-7,000 | 498 | <15 | mg / kg |
| Klor | Beyan | mg / kg | ||
| Sodyum | Beyan | 6460 | <75 | mg / kg |
| TestKategori C: Tüm Biochars için Biochar İleri Analiz ve Toprak Geliştirme Properties- Opsiyonel | ||||
| Mineral N (Amonyum Nitrat ve) | Beyan | 2.6 | mg / kg | |
| Toplam Fosfor | Beyan | mg / kg | ||
| Mevcut Fosfor | Beyan | 850 | mg / kg | |
| Uçucu Madde | Beyan | % | ||
| Özgül Yüzey Alanı | Beyan | 373,6 | m2 / g | |
| Katyon Değişim Kapasitesi | Beyan | 34.8 | cmol / kg | |
Tablo 3. Özet Kriterleri ve Eski Biochar ve Feedstock için Özellikler. biyokömür listesiBu tabloda ed Tablo 2'de listelenen biochars aynı piroliz imkan inşaat atıklarından imal edilmiştir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Protokolde belirtilen yöntemlerin tümü, dikkatli bir şekilde doğrulanır ve geniş bir topraklar için kullanılmıştır. Biyokömür karakterizasyonu henüz emekleme aşamasında olduğu gibi, karbon-zengin substrat için bu yöntemlerin etkinliği büyük ölçüde bilinmeyen oldu. Bu yöntemler kendileri yeni olmamasına rağmen yüzden, rutin biyokömür karakterize etmek için bunların bir uygulamadır. Kalite güvence / kalite kontrol açısından, tespit sınırlarının altında olan boşlukları veya standart referans malzemeleri için doğru olan geri kazanımlar ile ilgili yöntemlerden herhangi arasında hiçbir sorunları vardı. Bu durum, bu yöntem biochar ve kömür gibi maddelerin tanımlanması için kullanılmak için müsait olduklarını göstermektedir. Biyokömür artan bir toprak katkı maddesi olarak kabul edildi, gibi bir çok farklı yöntem, literatürdeki 20, 34-41 içinde biochars karakterize etmek için kullanılmaktadır, rutin yöntemler gerekmektedir.
Katyon değişim kapasitesi tek yöntemii oldud hangi zorluk ortaya çıktı. Bir numunenin CEC hesaplama yöntemi numunenin ağırlığı ve verilen ağırlık sodyum konsantrasyonuna bağlıdır. Biochar toprak olduğu gibi, bir santrifüj işleminden sonra, tüpün tabanında pellet'leştirilmesi etmez, bu nedenle çok düşük bir yoğunluğa sahiptir ve. Boşaltılarak ve adım 6 ve yöntem (4.4), 7 supernatant atmadan Bu nedenle, bu biyokömür herhangi bir numunede kaybetmemek için önemlidir. Santrifüj çözüm pipetle herhangi bir örnek kaybını önlemek için gerekli oldu.
Diğer analitik yöntemler kolayca toprak yöntemleri adapte edildi. Nihai ve yakın analiz biochar ve kömür gibi benzer ürünler için özel olan ve bu nedenle düzenli kirlerin analiz laboratuvarlarda normalde mevcut değildir. Başka bir yöntem (ASTM D1762) ahşap özellikle yapılan kömür nem tayini, uçucu madde, kül ve için, kullanılabilir. Bu yöntem, aynı zamanda yakın analizi kullanılmıştır için uygun olurduolduğunu. Yüzde organik madde ve yüzde nem kontağı kaybı belirlenirken bazı sıcaklıklarda daha büyük 420 de bu analizleri yapmak için seçebilirsiniz Söz konusu biochars piroliz çok yüksek sıcaklıklarda ile üretilen, özellikle de ° C. Durumda bu belirli bir çalışma 420 ° C tamamen herkes biochars kül için yeterliydi, ve tartışılan her ne kadar bu sıcaklık da aktif karbon kül için yeterince yüksek idi.
Bu tür bitkiler ve solucanlar gibi biyolojik organizmalar ile çalışma genellikle zor olabilir. Uygun çalışma organizmaların seçilmesi özel bir önem taşımaktadır. Eisenia fetida Bu tür organik kirleticilerin yüksek konsantrasyonlarda hayatta yeteneğine sahiptir, çünkü kirlilik deneylerinde bir karasal organizma modeli olarak sık kullanılan toprak omurgasız, çok iyi araştırılmış, ve, 42 dünya 2, 28 birçok alanda ekolojik ilgili olduğu -46. Toprak omurgasızlar oynamakToprak matrisi içinde önemli bir rol organik madde, çevrim besinleri, ve transfer suyu aşağılamak gibi. Onlar yaygın Kanada'da yetiştirilen ve kirletici iyileştirme 2, 3, 47, bizim ücretsiz çalışmalarında kullanılmıştır bitki türünün yonca (M. sativa) ve kabak (C pepo) çimlenme deneyleri için seçildi. Sera koşulları için çimlenme tohumları dikkatle aydınlatma düzgün işleyişini sağlamak ve aşırı sıcaklık dalgalanmaları önlemek için izlenmesi gerekir.
Ölçülen parametreler (bir biyokömür kirletici haciz, toprak kalitesi iyileştirme, kirletici iyileştirme vb için uygun olup olmadığını, yani) farklı uygulamalar için farklı biochars etkinliğini gösterecektir olarak biochar karakterizasyonu başarılı bir uygulama için gereklidir. Burada ayrıntılı yöntemler toprak analizi için yaygın olarak kullanılan olduğundan, onlar characterizat için bir maliyet-etkin araçlardırbiochars iyon ve geniş alanda biochar büyük ölçekli uygulama öncesinde kullanılması gerekmektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Biochar | Burt's Greenhouses | All six biochars were produced at Burt's Greenhouses via BlueFlame Boiler system | |
| NaOAc | Fisher Scientific | E124-4 | Dissolving 136.08 g of NaOAC.3H2O in 750 ml distilled, deionized water (DDI water) |
| Acetic Acid | Fisher Scientific | A38-212 | |
| Sodium Hydroxide | Fisher Scientific | SS284-1 | |
| Isopropanol | Fisher Scientific | A416P4 | 80% IPA: 800 ml IPA with 200 ml DDI water. |
| NH4Cl | Fisher Scientific | A649500 | Dissolving 5.35 g NH4Cl into 1 L DDI water. |
| Alumminum Drying Pan | Fisher Scientific | 08-732-110 | |
| Drying Oven | Fisher Scientific | 508N0024 | 200 °C for 2 hr. |
| Desiccator | Fisher Scientific | 08-595A | |
| Balance | Mettler | 1113032410 | |
| Saturating Solution | Fisher Scientific | 06-664-25 | |
| Vortex | Barnstead/Thermolyne | 871000536389 | |
| Centrifuge | International Equipment Company | 24372808 | 3,000 x g for 5 min. |
| Rinsing Solution | Fisher Scientific (Ricca Chemistry Company) | 06-664-24 | |
| Conductivity Meter | WESCAN | 88298 | |
| Replacing Solution | Fisher Scientific | 06-664-24 | |
| ICP-AES | Varian | EL00053841 | |
| ASAP 2000 Surface Area Analyser | Cavlon | 885 | Degassing at 120 °C for a minimum of 2 hr. |
| Muffle Furnace | Fisher Scientific | 806N0024 | Heat for 16 hr covering at 420 °C. |
| pH Meter | Fisher Scientific | 1230185263 | |
| Sieve | Fisher Scientific | 2288926 | 4.7 mm sieve being at the top. |
| Sieve Skaker | Meinzer II | 0414-02 | Shake for 10 min. |
| Sodium Sulphate | VWR | EM-SX0761-5 | |
| Ottawa Sand | Fisher Scientific | S23-3 | |
| Soxhlet Apparatus | Fisher Scientific (Pyrex) | 09-557A | 4 hr at 4–6 cycles/hr. |
| DCBP | Suprlco Analytical | 48318 | |
| Dichloromethane | Sigma Aldrich | 40042-40855-U | |
| 6890 Plus Gas Chromatograph Micro 63 Ni ECD | Agilent | US00034778 | |
| Helium | AlphaGaz | SPG-NIT1AL50SMART | |
| Nitrogen | AlphaGaz | SPG-HEL1AL50SMART | |
| Mortor and Pestle | Fisher Scientific (CoorsTeh) | 12-948G | |
| Nitric Acid | Fisher Scientific | 351288212 | |
| No. 40 Filter Paper | Fisher Scientific (Whatman) | 09-845A | |
| Quartz/Nickel weigh boats | Fisher Scientific | 11-474-210 | |
| DMA-80 | ATS Scientific | 5090264 | |
| 98–99% Formic Acid | Sigma Aldrich | 33015-1L | 1 L volumetric filled to 750 ml with DDI water add 20 ml formic acid and fill to volume with DDI water. |
| Sonicator | Fisher Sientific | 15338284 | |
| Rotating Shaker | New Brunswick Scientific (Innova 2100) | 14-278-108 | 1 hr at 200 rpm. |
| No. 42 Filter Paper | Fisher Scientific (Whatman) | 09-855A | |
| WhirlPacks | Fisher Scientific | R55048 | |
| Potassium Dihydrogen Orthophospahte | Fisher Scientific | 181525 | |
| 2 M KCl | Fisher Scientific | P282100 | |
| Plastic Vials | Fisher Scientific | 03-337-20 | |
| Ammonium Chloride | Fisher Scientific | PX05115 | Allow to warm up to room temperature |
| Colour Reagent | Fisher Scientific | 361028260 | Allow to warm up to room temperature |
| Colorimeter | Fisher Scientific | 13-642-400 | Turn on to let the lamp warm up and run for 5 min. |
| ASEAL Auto Analyzer 2 | SEAL | 4723A12068 | |
| Liquified Phenol | Fisher Scientific | MPX05115 | Alkaline Phenol: Measure 87 ml of liquefied phenol into 1-L volumetric filled 2/3 with DDI water. Add 34 g NaOH, make up to volume with DDI water. |
| NaOH | Fisher Scientific | S318-3 | |
| Commercial Bleach | Retail Store | Hypochlorite Solution: Using 100-ml graduated cylinder measure 31.5 ml of commercial bleach and fill to 100 ml with DDI water. | |
| NaOH Pellets | Fisher Scientific | S320-1 | |
| Disodium EDTA | Sigma Aldrich | E5124 | |
| Sodium Hyprchlorite | Fisher Scientific | SS290-1 | |
| Triton (10%) | Fisher Scientific | BP151-100 | |
| Sodium Nitroprusside | Fisher Scientific | S350-100 | |
| Ammonium Salts | Fisher Scientific | A637-10 | |
| Phenoxide | Fisher Scientific | AC388611000 | |
| Eisenia Fetida | The Worm Factory | ||
| Spade | Retail Store | ||
| Bucket | Retail Store | ||
| Potting Soil | Retail Store | ||
| Avoidance Wheel | Environment Canada | Constructed by a modified design from Environment Canada’s Acute Avoidance Test. | |
| Alumminum Foil | Fisher Scientific | 01-213-100 | |
| Petri Dishes | Fisher Scientific | 08-757-11 | 8.5 cm in diameter. |
| Pumpkin Seeds | Ontario Seed Company (OSC) | 2055 | |
| Alfalpha Seeds | Ontario Seed Company (OSC) | 6675 | |
| Centrifuge Tubes (30 ml) | Fisher Scientific | 22-038-906 | |
| Beakers (50 ml) | Fisher Scientific (Pyrex) | 02-540G | Oven dry at 105 °C. |
| Beakers (30 ml) | Fisher Scientific (Pyrex) | 20-540C | |
| Erlenmeyer Flasks (125 ml) | Fisher Scientific (Pyrex) | S76106C | |
| Volumetric Flask (100 ml) | Fisher Scientific (Pyrex) | 10-211C | |
| Estuarine Sediment | National Insititute of Standards | 1546A | Standard Reference Material |
| Bleach | Clorox Ultra (5–10% sodium hypochlorite) |
References
- 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., Rutter, A., Zeeb, B. A. In situ application of activated carbon and biochar to PCB-contaminated soil and the effects of mixing regime. Environmental Pollution. 182, 201-208 (2013).
- Glaser, B., Lehmann, J., Zech, W. Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal–a review. Biol. Fertility Soils. 35 (4), 219-230 (2002).
- Hale, S. E., Hanley, K., Lehmann, J., Zimmerman, A., Cornelissen, G. Effects of chemical, biological, and physical aging as well as soil addition on the sorption of pyrene to activated carbon and biochar. Environ. Sci. Technol. 45 (24), 10445-10453 (2012).
- Oleszczuk, P., Hale, S. E., Lehmann, J., Cornelissen, G. Activated carbon and biochar amendments decrease pore-water concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sewage sludge. Bioresour. Technol. 111, 84-91 (2012).
- Ghosh, U., Luthy, R. G., Cornelissen, G., Werner, D., Menzie, C. A. In-situ sorbent amendments: A new direction in contaminated sediment management. Environ. Sci. Technol. 45 (4), 1163-1168 (2011).
- International. ASTM D3172-13. Standard Practice for Proximate Analysis of Coal and Coke. , (2013).
- International. D3176-09. Standard Practice for Ultimate Analysis of Coal and Coke. , (2013).
- International. D5158-98. Standard Test Method for Determination of Particle Size of Powdered Activated Carbon by Air Jet Sieving. , (2005).
- Solaiman, Z. M., Murphy, D. V., Abbott, L. K. Biochars influence seed germination and early growth of seedlings. Plant Soil. 353 (1-2), 273-287 (2012).
- Method 8270D Semivolatile Organic Compounds by GC/MS. , (2007).
- International Biochar Inititive (IBI). Standardized Product Definition and Product Testing Guidelines for Biochar that is Used in Soil IBI-STD-1.1. , (2013).
- Demirbas, A. Biorefineries: Current activities and future developments. Energy Conversion and Management. 50 (11), 2782-2801 (2009).
- Bakker, R. Advanced biofuels from lignocellulosic biomass. The Biobased Economy: 'Biofuels, Materials and Chemicals in the Post-oil Era'. , 165 (2012).
- Preston, C., Schmidt, M. Black (pyrogenic) carbon: a synthesis of current knowledge and uncertainties with special consideration of boreal regions. Biogeosciences. 3 (4), 397-420 (2006).
- McBeath, A. V., Smernik, R. J. Variation in the degree of aromatic condensation of chars. Org. Geochem. 40 (12), 1161-1168 (2009).
- Schmidt, M. W., Noack, A. G. Black carbon in soils and sediments: analysis, distribution, implications, and current challenges. Global Biogeochem. Cycles. 14 (3), 777-793 (2000).
- Yaman, S. Pyrolysis of biomass to produce fuels and chemical feedstocks. Energy Conversion and Management. 45, 651-671 (2004).
- Brewer, C. E., Schmidt‐Rohr, K., Satrio, J. A., Brown, R. C. Characterization of biochar from fast pyrolysis and gasification systems. Environmental Progress & Sustainable Energy. 28 (3), 386-396 (2009).
- Cantrell, K. B., Hunt, P. G., Uchimiya, M., Novak, J. M., Ro, K. S. Impact of pyrolysis temperature and manure source on physicochemical characteristics of biochar. Bioresour. Technol. 107 (0), 419-428 (2012).
- Enders, A., Hanley, K., Whitman, T., Joseph, S., Lehmann, J. Characterization of biochars to evaluate recalcitrance and agronomic performance. Bioresour. Technol. 114 (0), 644-653 (2012).
- Krull, E., Baldock, J. A., Skjemstad, J. O., Smernik, R. J. Characteristics of Biochar: Organo-chemical Properties. Lehmann, J., Joseph, S. , earthscan. London. 53-65 (2009).
- Atkinson, C., Fitzgerald, J., Hipps, N. Potential mechanisms for achieving agricultural benefits from biochar application to temperate soils: a review. Plant Soil. 337 (1), 1-18 (2010).
- Sun, X., Werner, D., Ghosh, U. Modeling PCB Mass Transfer and Bioaccumulation in a Freshwater Oligochaete Before and After Amendment of Sediment with Activated Carbon. Environ. Sci. Technol. 43 (4), 1115-1121 (2009).
- Sun, X., Ghosh, U. PCB bioavailability control in Lumbriculus variegatus through different modes of activated carbon addition to sediments. Environ. Sci. Technol. 41 (13), 4774-4780 (2007).
- Hale, S. E., Werner, D. Modeling the Mass Transfer of Hydrophobic Organic Pollutants in Briefly and Continuously Mixed Sediment after Amendment with Activated Carbon. Environ. Sci. Technol. 44 (9), 3381-3387 (2010).
- Li, D., Hockaday, W. C., Masiello, C. A., Alvarez, P. J. J. Earthworm avoidance of biochar can be mitigated by wetting. Soil Biol. Biochem. 43 (8), 1732-1740 (2011).
- Zimmerman, A. R. Abiotic and microbial oxidation of laboratory-produced black carbon (biochar). Environ. Sci. Technol. 44 (4), 1295-1301 (2010).
- Deenik, J. L., McClellan, T., Uehara, G., Antal, M. J., Campbell, S. Charcoal volatile matter content influences plant growth and soil nitrogen transformations. Soil Sci. Soc. Am. J. 74 (4), 1259-1270 (2010).
- Sander, M., Pignatello, J. J. Characterization of charcoal adsorption sites for aromatic compounds: insights drawn from single-solute and bi-solute competitive experiments. Environ. Sci. Technol. 39 (6), 1606-1615 (2005).
- Liang, B., et al. Black carbon increases cation exchange capacity in soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 70, 1719-1730 (2006).
- Chan, K., Van Zwieten, L., Meszaros, I., Downie, A., Joseph, S. Agronomic values of greenwaste biochar as a soil amendment. Soil Research. 45, 629-634 (2007).
- Enders, A., Hanley, K., Whitman, T., Joseph, S., Lehmann, J. Characterization of biochars to evaluate recalcitrance and agronomic performance. Bioresour. Technol. 114, 644-653 (2012).
- Lee, J. W., et al. Characterization of biochars produced from cornstovers for soil amendment. Environ. Sci. Technol. 44 (20), 7970-7974 (2010).
- Novak, J. M., et al. Characterization of designer biochar produced at different temperatures and their effects on a loamy sand. Annals of Environmental Science. 3 (1), 195-206 (2009).
- Mohan, D., Sarswat, A., Ok, Y. S., Pittman, C. U. Jr Organic and inorganic contaminants removal from water with biochar, a renewable, low cost and sustainable adsorbent–A critical review. Bioresour. Technol. , In Press. (2014).
- Peterson, S. C., Appell, M., Jackson, M. A., Boateng, A. A. Comparing Corn Stover and Switchgrass Biochar: Characterization and Sorption Properties. Journal of Agricultural Science. 5 (1), 1-8 (2013).
- Kloss, S., et al. Characterization of Slow Pyrolysis Biochars: Effects of Feedstocks and Pyrolysis Temperature on Biochar Properties. J. Environ. Qual. 41 (4), 990-1000 (2012).
- Wu, W., et al. Chemical characterization of rice straw-derived biochar for soil amendment. Biomass Bioenergy. 47, 268-276 (2012).
- Brewer, C. E., Unger, R., Schmidt-Rohr, K., Brown, R. C. Criteria to Select Biochars for Field Studies based on Biochar Chemical Properties. BioEnergy Res. 4 (4), 312-323 (2012).
- Gomez-Eyles, J. L., Sizmur, T., Collins, C. D., Hodson, M. E. Effects of biochar and the earthworm Eisenia fetida on the bioavailability of polycyclic aromatic hydrocarbons and potentially toxic elements. Environmental Pollution. 159 (2), 616 (2011).
- Paul, P., Ghosh, U. Influence of activated carbon amendment on the accumulation and elimination of PCBs in the earthworm Eisenia fetida. Environmental Pollution. 159 (12), 3763 (2011).
- Environment Canada (EC) Biological Test Method: Tests for Toxicity of Contaminated Soil to Earthworms ('andrei', 'Eisenia fetida', or 'Lumbricus terrestris) EPS1/RM/43. , (2007).
- Zhang, B. G., Li, G. T., Shen, T. S., Wang, J. K., Sun, Z. Changes in microbial biomass C, N, and P and enzyme activities in soil incubated with the earthworm Metaphire guillelmi or Eisenia fetida. Soil Biol. Biochem. 32 (1), 2055-2062 (2000).
- Belfroid, A., vanden Berg, M., Seinen, W., Hermens, J., Uptake van Gestel, K. bioavailability and elimination of hydrophobic compounds in earthworms (Eisenia andrei) in field-contaminated soil. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 14 (4), 605-612 (1995).
- Denyes, M. J., Button, M., BA, Z. eeb, Rutter, A., Weber, K. P. In situ remediation of PCB-contaminated soil via phytoextraction and activated carbon/biochar amendments- soil microbial responses. Journal of Hazardous Materialssubmitted. , (2014).
