بررسی اثر نمک‌های فلزی بر برخی خصوصیات بیوچار ساقه پنبه
سابقه و هدف: کاربرد سوخت‌های فسیلی و تغییر کاربری اراضی سبب افزایش فاجعه بار کربن در اتمسفر شده است و کاهش کیفیت خاک، گرمایش جهانی و تغییر اقلیم را بدنبال داشته است. کمبود ماده آلی، شوری و قلیایی بودن خاک، سه محدودیت مهم خاک‌های مراتع قشلاقی ایران است. بیوچار، یک ماده غنی از کربن است که طی فرایند پی...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | fas |
| Published: |
Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
2024-03-01
|
| Series: | پژوهش‌های حفاظت آب و خاک |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://jwsc.gau.ac.ir/article_6912_bb28f17dd2170d80288ae14af7908773.pdf |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1846142793424044032 |
|---|---|
| author | ابراهیم محمودی حمید نیک نهاد قرماخر سوسن خسرویار محمد رحیم فروزه |
| author_facet | ابراهیم محمودی حمید نیک نهاد قرماخر سوسن خسرویار محمد رحیم فروزه |
| author_sort | ابراهیم محمودی |
| collection | DOAJ |
| description | سابقه و هدف: کاربرد سوخت‌های فسیلی و تغییر کاربری اراضی سبب افزایش فاجعه بار کربن در اتمسفر شده است و کاهش کیفیت خاک، گرمایش جهانی و تغییر اقلیم را بدنبال داشته است. کمبود ماده آلی، شوری و قلیایی بودن خاک، سه محدودیت مهم خاک‌های مراتع قشلاقی ایران است. بیوچار، یک ماده غنی از کربن است که طی فرایند پیرولیز از مواد اولیه حاوی کربن در دمای بالا و شرایط تقریباً بدون اکسیژن تولید می‌شود و به‌منظور بهبود کیفیت خاک، ترسیب کربن و حذف آلاینده‌ها از محیط‌زیست استفاده می‌شود. بیوچار را می‌توان به منظور کاربردهای خاص یا نیل به نتایجی بخصوص، مهندسی طراحی نمود. افزایش درصد کربن پایدار و بهبود خصوصیات فیزیکی- شیمیایی بیوچارهای مهندسی شده می‌تواند نقش مهمی در ترسیب کربن و اصلاح خصوصیات خاک‌های مراتع قشلاقی ایفا نماید. مواد و روش‌ها: ساقه پنبه پس از شستشو و خشک شدن به قطعات کمتر از ۲ سانتیمتر خرد گردید. آنگاه به مدت ۴ ساعت در محلول با غلظت ۲۰ درصد نمک‌های فلزی کلرید کلسیم، کلرید منیزیم و کلرید آهن غوطه ور شده، دوباره خشک گردید. سپس، در کوره الکتریکی و در دماهای ۳۰۰، ۴۰۰، ۵۰۰، ۶۰۰ و۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و با زمان ماندگاری دو ساعت، ۲۰ بیوچار شاهد و مهندسی شده از ساقه های پنبه تیمار شده با نمک های فلزی مختلف و تیمار نشده تولید شده، درصد عملکرد، درصد کربن آلی، درصد کربن پایدار، اسیدیته، و هدایت الکتریکی آنها اندازه‌گیری شد و نسبت وزن کربن پایدار به وزن ماده اولیه نیز، محاسبه گردید. تجزیه و تحلیل آماری در نرم افزار SPSS نسخه ۱۶ با استفاده از روش تجزیه واریانس واریانس یک‌طرفه و آزمون توکی انجام شد.یافته‌ها: با افزایش دمای پیرولیز در تمامی بیوچارها (مهندسی شده و شاهد) روند کاهشی عملکرد مشاهده گردید بطوریکه بیشترین درصد عملکرد آنها در دما پیرولیز ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. بالاترین درصد عملکرد (۲۰/۵۰ درصد) در بیوچار تیمار شده با کلرید آهن تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد بدست آمد. بیشترین میزان کربن آلی (۹۷/۵۰ درصد) و کربن پایدار (۵۷/۹۹ درصد) به ترتیب در بیوچارهای شاهد تولید شده در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد و بیوچار تیمار شده با کلرید آهن تولید شده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد به دست آمد. بیشترین افزایش در نسبت وزن کربن پایدار به وزن ماده اولیه در بیوچار تیمار شده باکلرید آهن تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. کمترین و بیشترین قابلیت هدایت الکتریکی (۱/۱ و ۴۳/۷ دسی‌زیمنس یر متر) در بیوچار شاهد تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد و بیوچار تیمار شده با کلرید کلسیم تولید شده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد به دست آمد. بیشترین و کمترین اسیدیته (۸۳/۹ و ۶۰/۵) در بیوچار شاهد تولیدشده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و بیوچار تیمار شده با کلرید آهن تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. نتیجه‌گیری: با توجه به محدودیت‌های موجود در خاک مراتع قشلاقی ایران و خصوصیات بیوچارهای شاهد و اصلاح شده به همراه انرژی لازم برای تولید آنها، بیوچار تولید شده از ساقه پنبه تیمار شده با نمک کلرید آهن در دما۳۰۰ درجه سانتی‌گراد دارای بیشترین عملکرد و کربن پایدار بالایی بوده، پایین‌ترین اسیدیته و هدایت الکتریکی قابل قبولی دارد. لذا، به منظور استفاده در پروژه‌های ترسیب کربن و بوته کاری در مراتع قشلاقی ایران توصیه می‌شود. |
| format | Article |
| id | doaj-art-9148da5a90af4db7b6e1d1803dfd16f7 |
| institution | Kabale University |
| issn | 2322-2069 2322-2794 |
| language | fas |
| publishDate | 2024-03-01 |
| publisher | Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources |
| record_format | Article |
| series | پژوهش‌های حفاظت آب و خاک |
| spelling | doaj-art-9148da5a90af4db7b6e1d1803dfd16f72024-12-03T04:56:30ZfasGorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resourcesپژوهش‌های حفاظت آب و خاک2322-20692322-27942024-03-0131115317010.22069/jwsc.2024.21551.36666912بررسی اثر نمک‌های فلزی بر برخی خصوصیات بیوچار ساقه پنبهابراهیم محمودی0حمید نیک نهاد قرماخر1سوسن خسرویار2محمد رحیم فروزه3دانشجوی دکتری گروه مدیریت مرتع، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.نویسنده مسئول، دانشیار گروه مدیریت مرتع، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایراندانشیار واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران.دانشیار گروه مدیریت مرتع، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.سابقه و هدف: کاربرد سوخت‌های فسیلی و تغییر کاربری اراضی سبب افزایش فاجعه بار کربن در اتمسفر شده است و کاهش کیفیت خاک، گرمایش جهانی و تغییر اقلیم را بدنبال داشته است. کمبود ماده آلی، شوری و قلیایی بودن خاک، سه محدودیت مهم خاک‌های مراتع قشلاقی ایران است. بیوچار، یک ماده غنی از کربن است که طی فرایند پیرولیز از مواد اولیه حاوی کربن در دمای بالا و شرایط تقریباً بدون اکسیژن تولید می‌شود و به‌منظور بهبود کیفیت خاک، ترسیب کربن و حذف آلاینده‌ها از محیط‌زیست استفاده می‌شود. بیوچار را می‌توان به منظور کاربردهای خاص یا نیل به نتایجی بخصوص، مهندسی طراحی نمود. افزایش درصد کربن پایدار و بهبود خصوصیات فیزیکی- شیمیایی بیوچارهای مهندسی شده می‌تواند نقش مهمی در ترسیب کربن و اصلاح خصوصیات خاک‌های مراتع قشلاقی ایفا نماید. مواد و روش‌ها: ساقه پنبه پس از شستشو و خشک شدن به قطعات کمتر از ۲ سانتیمتر خرد گردید. آنگاه به مدت ۴ ساعت در محلول با غلظت ۲۰ درصد نمک‌های فلزی کلرید کلسیم، کلرید منیزیم و کلرید آهن غوطه ور شده، دوباره خشک گردید. سپس، در کوره الکتریکی و در دماهای ۳۰۰، ۴۰۰، ۵۰۰، ۶۰۰ و۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و با زمان ماندگاری دو ساعت، ۲۰ بیوچار شاهد و مهندسی شده از ساقه های پنبه تیمار شده با نمک های فلزی مختلف و تیمار نشده تولید شده، درصد عملکرد، درصد کربن آلی، درصد کربن پایدار، اسیدیته، و هدایت الکتریکی آنها اندازه‌گیری شد و نسبت وزن کربن پایدار به وزن ماده اولیه نیز، محاسبه گردید. تجزیه و تحلیل آماری در نرم افزار SPSS نسخه ۱۶ با استفاده از روش تجزیه واریانس واریانس یک‌طرفه و آزمون توکی انجام شد.یافته‌ها: با افزایش دمای پیرولیز در تمامی بیوچارها (مهندسی شده و شاهد) روند کاهشی عملکرد مشاهده گردید بطوریکه بیشترین درصد عملکرد آنها در دما پیرولیز ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. بالاترین درصد عملکرد (۲۰/۵۰ درصد) در بیوچار تیمار شده با کلرید آهن تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد بدست آمد. بیشترین میزان کربن آلی (۹۷/۵۰ درصد) و کربن پایدار (۵۷/۹۹ درصد) به ترتیب در بیوچارهای شاهد تولید شده در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد و بیوچار تیمار شده با کلرید آهن تولید شده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد به دست آمد. بیشترین افزایش در نسبت وزن کربن پایدار به وزن ماده اولیه در بیوچار تیمار شده باکلرید آهن تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. کمترین و بیشترین قابلیت هدایت الکتریکی (۱/۱ و ۴۳/۷ دسی‌زیمنس یر متر) در بیوچار شاهد تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد و بیوچار تیمار شده با کلرید کلسیم تولید شده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد به دست آمد. بیشترین و کمترین اسیدیته (۸۳/۹ و ۶۰/۵) در بیوچار شاهد تولیدشده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و بیوچار تیمار شده با کلرید آهن تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. نتیجه‌گیری: با توجه به محدودیت‌های موجود در خاک مراتع قشلاقی ایران و خصوصیات بیوچارهای شاهد و اصلاح شده به همراه انرژی لازم برای تولید آنها، بیوچار تولید شده از ساقه پنبه تیمار شده با نمک کلرید آهن در دما۳۰۰ درجه سانتی‌گراد دارای بیشترین عملکرد و کربن پایدار بالایی بوده، پایین‌ترین اسیدیته و هدایت الکتریکی قابل قبولی دارد. لذا، به منظور استفاده در پروژه‌های ترسیب کربن و بوته کاری در مراتع قشلاقی ایران توصیه می‌شود.https://jwsc.gau.ac.ir/article_6912_bb28f17dd2170d80288ae14af7908773.pdfنمک‌های فلزیبیوچارساقه پنبهترسیب کربن |
| spellingShingle | ابراهیم محمودی حمید نیک نهاد قرماخر سوسن خسرویار محمد رحیم فروزه بررسی اثر نمک‌های فلزی بر برخی خصوصیات بیوچار ساقه پنبه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک نمک‌های فلزی بیوچار ساقه پنبه ترسیب کربن |
| title | بررسی اثر نمک‌های فلزی بر برخی خصوصیات بیوچار ساقه پنبه |
| title_full | بررسی اثر نمک‌های فلزی بر برخی خصوصیات بیوچار ساقه پنبه |
| title_fullStr | بررسی اثر نمک‌های فلزی بر برخی خصوصیات بیوچار ساقه پنبه |
| title_full_unstemmed | بررسی اثر نمک‌های فلزی بر برخی خصوصیات بیوچار ساقه پنبه |
| title_short | بررسی اثر نمک‌های فلزی بر برخی خصوصیات بیوچار ساقه پنبه |
| title_sort | بررسی اثر نمک‌های فلزی بر برخی خصوصیات بیوچار ساقه پنبه |
| topic | نمک‌های فلزی بیوچار ساقه پنبه ترسیب کربن |
| url | https://jwsc.gau.ac.ir/article_6912_bb28f17dd2170d80288ae14af7908773.pdf |
| work_keys_str_mv | AT ạbrạhymmḥmwdy brrsyạtẖrnmḵhạyflzybrbrkẖykẖṣwṣyạtbywcẖạrsạqhpnbh AT ḥmydnyḵnhạdqrmạkẖr brrsyạtẖrnmḵhạyflzybrbrkẖykẖṣwṣyạtbywcẖạrsạqhpnbh AT swsnkẖsrwyạr brrsyạtẖrnmḵhạyflzybrbrkẖykẖṣwṣyạtbywcẖạrsạqhpnbh AT mḥmdrḥymfrwzh brrsyạtẖrnmḵhạyflzybrbrkẖykẖṣwṣyạtbywcẖạrsạqhpnbh |