potential of agricultural residue-derived biochar as a salt-adsorbent amendment for salinity mitigation of brackish water for irrigation

As a salt adsorbent, biochar could remove/isolate salt ions e.g. na through physiochemical adsorption to mitigate the salinity of brackish water, but little is known about its magnitude and mechanisms. the current study aimed to examine the effects of biochar on: (1) na-adsorptive capacity and mechanism and (2) electrical conductivity (ec) and k displacement. six pyrolysis temperatures (250, 350, 450, 550, 650, and 750ºc) were applied to produce biochars from rice husk. the biochars were then used as adsorbents to adsorb na from salty water varying in nacl concentrations. the langmuir isotherm model (lmm) and dubinin-radushkevick isotherm model (drm) were used to quantify the dependence of adsorbed na on na concentration at equilibrium. the lmm quantification revealed that the maximum na-adsorptive capacity of biochars increased from 25.8 to 67.8 (mg g^-1) upon increased temperatures. the ec was reduced and the k amount displaced from biochar was increased with an increase in pyrolysis temperature. the drm quantification revealed that the na-adsorptive mechanism was mainly a physical process. a significant relationship between the na amount adsorbed and the k amount displaced from biochar suggested that the ion-exchange mechanism could co-exist. in brief, the findings indicated that the salinity of the brackish water could be significantly mitigated by the biochar treatment through mainly physical adsorption leading to a reduced ec and increased k: na ratio.

پتانسیل بیوچار به دست‌آمده از پسماندهای کشاورزی به عنوان جاذب نمک برای بهسازی آبهای لب‌شور برای آبیاری

بیوچار به عنوان یک جاذب نمک می تواند یونهای نمک ، مثلا سدیم، را با فرایند فیزیکوشیمیایی جذب سطحی از محیط خارج یا جدا کرده و باعث بهسازی آبهای لب شورشود، ولی مطلب کمی در باره سازوکار و موثر بودن آن در دسترس است. هدف این پژوهش بررسی اثرات بیوچار بود بر(1) ظرفیت جذب سطحی سدیم و سازوکار آن و بر (2) هدایت الکتریکی (EC) و جابجا شدن پتاسیم (K). برای تهیه بیوچار از پوسته برنج، شش درجه حرارت برای آتشکافت (pyrolysis) شامل (350،250، 450، 550، 650، و 750 درجه سانتی گراد) به کار رفت. سپس، از بیوچارهای به دست آمده به عنوان جاذب سدیم برای جذب این یون از یک آب شور که حاوی غلظت های مختلف NaCl بود استفاده شد. بعد از آن ، مدل ایزوترم لانگمیر (LMM) و مدل ایزوترم DubininRadushkevick (DRM) به کار رفت تا وابستگی سدیم جذب سطحی شده به غلظت سدیم در حالت تعادل به صورت کمّی تعیین شود. تعیین کمّی به روش LMM آشکار ساخت که با افزایش درجه حرارت، ظرفیت بیشینه بیوچارها برای جذب سطحی سدیم از مقدار 8/25 تا 8/67 میلی گرم در گرم زیاد شد. همچنین، مقدار EC کاهش یافت و مقدار K جابجا شده از روی بیوچار با افزایش درجه حرارت آتشکافت زیاد شد. تعیین کمّی به روش DRM آشکار ساخت که سازوکارجذب سطحی سدیم عمدتا یک فرایند فیزیکی است. نیز، رابطه ی معنادار بین مقدار سدیم جذب سطحی شده و مقدارK جابجا شده از بیوچار چنین اشاره داشت که سازوکار تبادل یونی میتواند هردو حاضرباشد. خلاصه اینکه یافته های این پژوهش حاکی از آن است که می توان با استفاده از بیوچار و از طریق جذب سطحی فیزیکی، شوری آب لب شور را کاهش داد ،EC را کم کرد، و نسبت K:N را افزایش داد.