مروری برکاربرد جاذب زیستی بیوچار (زغال زیستی) در پایداری محیط زیست با رویکرد انرژی، آب و کشاورزی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری رشته علوم و مهندسی محیط زیست، گروه علوم محیط زیست و جنگل، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

2 دانشیار گروه علوم محیط زیست و جنگل، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

چکیده

تامین منابع پایدار انرژی، گرمایش زمین و حفظ سلامت خاک از چالش­ های اصلی قرن بیست­ و یکم هستند. بیوچار پتانسیل زیادی در پرداختن به این مسایل جهانی دارد و می­ تواند در دستیابی به اهداف توسعه پایدار موثر باشد. بیوچار حاصل از زیست ­توده پسماند (بقایای گیاهی، پسماندهای شهری و روستایی) به­ واسطه محتویات معدنی و ظرفیت بافری و کاتالیزور فرآیند هضم بی­ هوازی بوده و تولید انرژی زیستی را افزایش می ­دهد. این پژوهش مروری حاصل بررسی مقاله­ های آنلاین معتبر سایت­ های گوگل اسکولار، ساینس‌دایرکت، ریسرچ‌گیت و ناشران الزویر و اشپرینگر می­ باشد. یافته‌های حاصل مزایای‌ بالای بیوچار را برای استفاده گسترده در تولید انرژی‌های تجدیدپذیر و کاهش ‌گازهای گلخانه‌ای توجیه می‌کند. بیوچار به­ طور بالقوه تولید متان و هیدروژن را در هضم بی‌هوازی افزایش و در غنی‌سازی بیوگاز در محل بسیار کارآمد است و منجر به تولید بیومتان با خلوص بیش از 90 درصد می ­شود. از طرفی می تواند جایگزینی ارزان و بالقوه برای الکترود سلول­ های سوخت میکروبی باشد و هزینه باتری­ های مبتنی بر یون را کاهش دهد. کاربرد بیوچار در اکوسیستم کشاورزی باعث افزایش ترسیب کربن در خاک و کاهش انتشار متان و اکسید نیتروژن می­ شود. خصوصیات ساختاری سطح ویژه بالا، توزیع بهینه منافذ، واکنش‌پذیری سطحی، آب­گریزی، گروه‌های عاملی فراوان جاذب را برای حذف فلزات سنگین از محلول­ های آبی گزینه مناسبی می­ کند. پتانسیل استفاده پایدار از بیوچار برای تولید انرژی زیستی (بیوگاز و هیدروژن زیستی)، کاهش گازهای گلخانه­ ای، ترسیب کربن و سلامت خاک و تصفیه پساب به همراه چالش­ ها و چشم­ اندازهای آتی آن با رویکرد هم ­بست پیوند انرژی، آب و کشاورزی ضروری است.

کلیدواژه‌ها