Физико-химические свойства биоугля: влияние температуры пиролиза и вида исходного сырья

Биоуголь представляет собой пирогенный органический материал, получаемый посредством пиролиза различных видов биомассы, включая растительные и животные отходы. К потенциальным областям применения биоугля относятся: (1) ремедиация загрязнений благодаря высокой катионообменной ёмкости (CEC) и удельной поверхности; (2) повышение плодородия почвы за счёт известкующего эффекта, обогащения летучими веществами и увеличения объёма пор; и (3) секвестрация углерода благодаря содержанию углерода и золы. Свойства биоугля зависят от ряда технологических параметров, прежде всего от температуры пиролиза и вида исходного сырья. Различия в этих параметрах могут приводить к получению материалов с широким диапазоном значений pH, удельной поверхности, объёма пор и катионообменной ёмкости, а также содержания летучих веществ, золы и углерода. Высокая температура пиролиза способствует получению биоугля с хорошо развитой удельной поверхностью, высокой пористостью и высоким значением pH, а также повышенным содержанием золы и углерода, но с более низкими значениями катионообменной ёмкости и содержания летучих веществ. Вероятнее всего, это обусловлено значительной степенью разложения органического вещества. Биоуголь, полученный из подстилочного материала животного происхождения и сырья в виде твёрдых отходов, характеризуется меньшей удельной поверхностью и более низким содержанием углерода и летучих веществ, но более высокой катионообменной ёмкостью по сравнению с биоуглём, произведённым из растительных остатков и древесной биомассы, даже при более высоких температурах пиролиза. Это различие обусловлено значительными вариациями содержания лигнина, целлюлозы и влаги в биомассе. Физико-химические свойства биоугля определяют возможность его применения в качестве добавки для улучшения качества почвы. В данном обзоре кратко представлены влияние температуры пиролиза и типа биомассы на физико-химические характеристики биоугля, а также значение этих факторов для плодородия почвы.