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，生物炭被用作土壤改善材料并减少温室气体。这是因为增加有机物将导致土壤微生物的增加，改善土壤保水，提高排水量较差的地区的渗透性以及土壤中的碳储存。在这项研究中，我们研究了废物塑料（尤其是聚对苯二甲酸酯； PET）碳化物对土壤改善的影响。将混合物用在不锈钢容器中的炉子炉（Fuw232pb，Advantec）中燃烧，并在900°C和600°C燃烧60分钟，以准备宠物碳化物。该木炭是通过仅碳化4-8毫米谷物形的稻田土壤（谷物形粘土木炭），4-8mm谷物形的稻田土壤和PET与PET混合的6：1（谷物形木炭）以及使用PET仅使用PET（PET Charcoal制造的木炭）生产的。在稻田转化土（培养层）中制备的每种PET木炭与质量比的1％和3％混合，并进行了水位分散水平的渗透试验。结果，在样品中未观察到重大变化，而干燥密度就水的渗透性调节至0.9 g/cm3。调节至1.0 g/cm3和1.1 g/cm3的干密度的样品在所有含有木炭的样品中均降低了水的渗透性。也就是说，已经揭示了当土壤被压实时（一种具有较大干燥密度的状态），水的渗透性会降低。另一方面，通过将木炭与质量比超过50％的木炭混合，水渗透性显着提高。将各种木炭混合到充满稻田土壤的花盆中，干燥密度为0.85 g/cm3，并进行了两个月的培养测试。由于比较实验后的渗透率系数，改善含有PET木炭的锅中渗透性的作用是最大的，即使在900°C制备的颗粒木炭中，也可以提高渗透率。