2021年第9期(总第21期) 往期回顾
薛利红团队在废弃物水热炭化技术研发及其环境应用领域取得系列进展
点击次数:193  更新时间:2021-12-24


废弃物炭化还田作为一种有效的固碳减排和土壤改良技术手段,对促进农业低碳、循环、可持续发展具有重要意义。而水热炭化作为废弃物炭化的一种新方式,因其能耗低、无烟气排放、炭产率高、原料免脱水等优势,近年得到广泛关注。2021年度,江苏省土壤学会常务理事、省农业科学院农业资源与环境研究所薛利红团队围绕农业废弃物水热炭化技术研发及其农业环境应用研究开展了一系列工作,取得了显著成效:获授权发明专利3项,支撑完成成果评价1项,发表中科院一区SCI论文9篇。团队面向农业面源污染减控和土壤固碳减排,重点从四个方面开展了相关研究工作:

围绕水热炭自身的改良开展系列研究。一是通过物理、化学及生物方法实现对水热炭结构特性的进一步改良,提升了其还田产生的农学和环境效益。二是着重分析了粪源水热炭的养分转化特征及其对面源污染风险的减控作用。

围绕生物炭与农业新兴污染物质的耦合效应开展系列研究一是系统考察了水热炭、裂解炭与农业源土壤微塑料污染的耦合作用及其对稻田土壤碳氮排放的影响;二是研发了基于生物炭的复合催化剂,实现对微塑料重要组分塑化剂的高效催化降解,并系统分析了降解过程和机制。

围绕水热炭、裂解炭的稳定性开展了系列研究。一是聚焦不同老化措施对水热炭表面特征及其环境功能的影响;二是系统分析了其对于农田活性气态碳氮减排的长效作用。

围绕农业废弃物水热炭化液相产物(水热炭液)的资源化开展了系列研究。一是提出了通过稻田湿地系统实现炭液高效资源化处置的方法;二是提出了通过炭液耦合沼液部分替代尿素还田实现农田氨减排的策略。



2021年度科研进展概要图

上述研究工作,聚焦废弃物水热炭化技术,面向种植业碳氮减排的国家重大战略需求,实现了“共利用、多场景、多来源、多角度、多产品、长效性”六位一体的整体推进。相关研究的推进,将为废弃物水热炭化技术的发展及其还田应用实现农业源碳氮双减提供理论支撑。上述研究工作获得了国家自然科学基金(41877090)、江苏省农业自主创新课题(CX(19)1007)、国家重点研发计划课题(2018YFD0800206)等相关科研项目的支持。同时,研究获得了来自美国麻省大学、日本东京大学、澳大利亚默多克大学、中科院南京土壤研究所、南京理工大学、南京林业大学、南京农业大学、广东工业大学等十余家单位同行的合作与帮助;以及逾十位联合培养硕士/博士研究生、本科实习生的协助。


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