プラスチックの炭化リサイクルによる新たな農業用土壌改良材の開発

通过塑料碳化和回收开发新型农业土壤改良材料

• 批准号: 22K05878
• 负责人: 丸居 篤
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hirosaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05878/
• 关键词: プラスチック炭化物; 土壌改良; 炭素貯留; 保水性; 透水性

近年、土壌改良材として、また、温室効果ガス削減のためにバイオ炭（Biochar）の利用が進んでいる。有機物の増加による土壌微生物の増加、土壌の保水性改善、排水不良地の透水性改善や土壌への炭素貯留が見込めるためである。本研究では、廃プラスチック（とくにポリエチレンテレフタレート;PET）の炭化物による土壌改良効果について検討した。実験室内のマッフル炉（FUW232PB, ADVANTEC社）においてステンレス製容器内に入れた状態で、900℃および600℃で60分間燃焼し、PET炭化物を作成した。作成した炭は、4～8mm粒形の水田転換畑土壌のみを炭化したもの（粒形粘土炭）、4～8mm粒形の水田転換畑土壌とPETを質量比６：１で混合して作成したもの（粒形炭）、PETのみの炭（PET炭）である。水田転換畑土壌（作土層）に作成した各PET炭を質量比1％および3％混入し、変水位透水試験を行った。その結果、透水性について乾燥密度0.9g/cm3に調整した試料では大きな変化は見られなかった。乾燥密度1.0g/cm3および1.1g/cm3に調整した試料では炭を入れた全ての試料において透水性が低下した。すなわち、土壌が締め固まった状態（乾燥密度が大きい状態）では透水性が低下することが明らかになった。一方で、質量比で50％以上炭を混入することで大幅な透水性の改善が見られた。乾燥密度0.85 g/cm3で水田転換畑土壌を充填したポットに各種の炭を混入し、2か月間のコマツナの栽培試験を行った。実験後の透水係数を比較した結果、PET炭を混入したポットでの透水性改善効果が最も大きくなり、900℃で作成した粒形炭においても透水性が改善した。

近年来，使用生物炭作为土壤改善材料并减少温室气体的使用。这是因为由于有机物的增加，土壤保留的水分的改善，不良排水不良的渗透性的提高以及土壤中的碳存储而增加了土壤微生物的增加。在这项研究中，我们检查了废弃塑料（尤其是聚乙烯盐酸盐； PET）的碳化物的土壤改善效应。在实验室中的炉子炉（Fuw232pb，Advantec）中，它在900°C和600°C的不锈钢容器中燃烧60分钟，持续60分钟，以制成宠物碳化物。创建的木炭是4至8毫米的颗粒状稻田转换场的混合物（颗粒状粘土木炭），4至8毫米的颗粒状帕迪转换场和宠物，质量比为6：1。木炭）仅适用于宠物（胡椒）。在稻田缩短的土壤中产生的每块宠物木炭（农作物层）的质量比和3％混合，并进行了泛滥的渗透率测试。结果，在渗透率上调整为0.9 g/cm3的干燥密度没有重大变化。在调整为1.0g/cm3和1.1g/cm3干密度的样品中，所有含有木炭样品的渗透性都会降低。也就是说，据表明，当土壤拧紧（大干密度）时，渗透性将降低。另一方面，通过在质量比以50％或更多的木炭混合，可以显着提高渗透率。在0.85 g/cm3时，将各种木炭混合到由稻田转化田土壤制成的锅中，并进行了两个月的Komatsuna培养试验。由于比较了实验后的透明系数，改善与宠物木炭混合的锅中渗透性的作用增加了，并在900°C下产生的颗粒木炭的渗透性也得到了改善。