CP v2

Tag: Bioanglis

  • Mokslininkai betoną stiprina žmogaus išmatomis: įdėjus dalį priedo jis tampa iki 42 proc. tvirtesnis

    Mokslininkai betoną stiprina žmogaus išmatomis: įdėjus dalį priedo jis tampa iki 42 proc. tvirtesnis

    Betonas yra vienas svarbiausių šiuolaikinės statybos pagrindų, tačiau jo gamyba turi didelę klimato kainą. Didžiausia problema – cementas: kalkakmenio deginimas ir kiti procesai išskiria daug anglies dioksido, todėl visame pasaulyje ieškoma pakaitalų, mažinančių taršą.

    Indijos Manipal University Jaipur tyrėjų komandai, vadovaujamai civilinės inžinerijos specialisto Raghuvesho Tiwari, pavyko pasiūlyti netikėtą kryptį. Jie betoną bandė modifikuoti bioanglimi, pagaminta iš fekalinio dumblo, kuris surenkamas ir apdorojamas nuotekų bei fekalinio dumblo tvarkymo įrenginiuose.

    Kaip gimsta bioanglis iš atliekų

    Tyrime naudotas fekalinis dumblas pirmiausia džiovinamas, o tuomet kaitinamas mažo deguonies kiekio sąlygomis. Toks procesas vadinamas pirolize, o jo rezultatas – anglinga, porėta medžiaga bioanglis, kuri vėliau sumalama ir persijojama iki smulkių miltelių.

    Šiais milteliais mokslininkai pakeitė dalį cemento įprastame betono mišinyje. Buvo išbandyti keli variantai, kai pakeičiama 5, 10 ir 15 proc. cemento, o po to mėginiai testuojami vertinant jų stiprį ir kitas savybes.

    Rezultatai: stiprėja ir ilgiau kietėdamas

    Geriausi bendri rezultatai dažniausiai fiksuoti tada, kai bioanglimi pakeičiama 5 proc. cemento. Tyrėjai nurodo, kad toks betonas ne tik buvo tvirtesnis, bet ir pasižymėjo mažesniu vandens įgeriamumu bei mažesniu porėtumu, o tai statyboje svarbu ilgaamžiškumui.

    Įdomiausia, kad betonas su priedu reikšmingai stiprėjo ir vėlesniu kietėjimo laikotarpiu. Po 91 dienos 5 proc. mišinyje vidutinis gniuždymo stiprio padidėjimas siekė apie 20 proc., o lenkimo stiprio – apie 36 proc.

    Dar didesnis lenkimo stiprio šuolis pastebėtas 10 proc. variante: tyrėjai skelbia iki 42 proc. augimą. Tiesa, didinant pakaitalo kiekį iki 15 proc., nors stiprėjimas kietėjant išliko, bendras stipris jau atsiliko nuo 5 ir 10 proc. mišinių.

    Kodėl tai veikia ir kokios rizikos

    Mokslininkai aiškina, kad bioanglis yra labai porėta, todėl betone gali veikti kaip mikroskopiniai vandens rezervuarai. Ji sugeria dalį vandens ir palaipsniui jį atiduoda, taip padėdama vykti hidratacijos reakcijoms, kurios lemia kietėjimą ir tvirtumą.

    Be to, bioanglis gali turėti chemiškai aktyvių komponentų, prisidedančių prie papildomų junginių susidarymo betono matricoje, o smulkios dalelės taip pat užpildo mikrotarpus. Taip pagerėja mišinio sandara ir sukibimas, tačiau per didelis kiekis gali didinti defektų bei porų riziką.

    Vis dėlto tyrėjai pabrėžia, kad iki praktinio pritaikymo dar yra kelias. Reikia įvertinti elgseną realiomis sąlygomis, pavyzdžiui, šaldymo ir atšildymo cikluose, esant druskingumui ar temperatūrų ekstremumams, taip pat ilgalaikį patvarumą.

    Dar vienas klausimas – galimi sunkieji metalai ar kiti teršalai, kurie gali kauptis nuotekų dumble. Teoriškai jų įterpimas į betoną galėtų „užrakinti“ dalį kenksmingų medžiagų, tačiau būtini bandymai, ar laikui bėgant jos neišsiplauna ir nekelia rizikos aplinkai.

    Tyrimas priimtas publikuoti žurnale Scientific Reports. Jei metodas pasitvirtintų platesniais tyrimais, tai galėtų tapti sprendimu, kuris vienu metu mažina atliekų problemą ir leidžia bent iš dalies mažinti cemento poreikį.

  • Sodininkai atranda biokurą vietoj komposto: dirvožemis gerėja, o poveikis išlieka metų metus

    Sodininkai atranda biokurą vietoj komposto: dirvožemis gerėja, o poveikis išlieka metų metus

    Kompostas daugelį metų laikomas vienu patikimiausių būdų pagerinti sodo dirvą, tačiau vis dažniau šalia jo atsiranda biokuras, dar vadinamas biokarbonu arba bioanglimi. Tai iš biomasės aukštoje temperatūroje, ribojant deguonies kiekį, pagaminta anglinga medžiaga. Ji vertinama dėl ilgaamžiškumo ir gebėjimo dirvoje kaupti vandenį bei maisto medžiagas.

    Skirtingai nei kompostas, kuris palaipsniui suyra ir turi būti nuolat papildomas, biokuras dirvoje gali išlikti labai ilgai. Dėl porėtos struktūros jis veikia tarsi kempinė: sugeria drėgmę, o vėliau ją pamažu atiduoda augalų šaknims. Tai ypač aktualu karštomis vasaromis ir lengvesnėse, greičiau perdžiūstančiose dirvose.

    Kaip biokuras veikia dirvoje

    Biokuro poros padeda sulaikyti ne tik vandenį, bet ir kai kurias trąšų medžiagas, todėl mažėja jų išplovimas. Praktikoje tai reiškia, kad augalai gali tolygiau pasisavinti maisto medžiagas, o dirvos struktūra ilgainiui tampa stabilesnė. Be to, tokia terpė palankesnė daliai dirvožemio mikroorganizmų, kurie svarbūs augalų mitybai.

    Vis dėlto biokuras nėra trąša ir savaime augalų nemaitina. Jis labiau veikia kaip dirvos savybių gerintojas, kuris gali sustiprinti komposto ir tręšimo efektą. Dėl to sodininkai jį dažnai naudoja kaip papildą, o ne visišką komposto pakaitalą.

    Kodėl negalima berti tiesiai iš maišo

    Šviežias biokuras, neparuoštas naudojimui, iš pradžių gali sugerti dalį dirvoje esančių maisto medžiagų ir laikinai sumažinti jų prieinamumą augalams. Todėl rekomenduojama jį pirmiausia prisotinti, pavyzdžiui, sumaišant su subrendusiu kompostu. Dažnai taikomas santykis yra 1 dalis biokuro ir 4 dalys komposto, o mišinį verta palaikyti apie 2 savaites.

    Per šį laiką biokuro poros prisipildo organinių medžiagų ir maisto elementų, todėl vėliau jis veikia kaip rezervuaras, o ne kaip sugeriantis „tuščias“ užpildas. Toks paruošimas ypač naudingas daržovėms, gėlėms ir krūmams sodinant į naujai ruošiamą dirvą.

    Dozavimas ir naudojimas sode bei vazonuose

    Įrengiant naujas lysves ar gėlynus biokurą patogiausia paskleisti tolygiai ir įterpti į viršutinį 15–20 centimetrų dirvos sluoksnį. Jau augančių augalų atveju galima atsargiai supurenti paviršių ir įmaišyti nedidelį kiekį aplink šaknų zoną. Dažniausiai rekomenduojama norma siekia apie 0,5–1 litrą kvadratiniam metrui.

    Biokuras tinka ir vazoniniams augalams, kai siekiama sumažinti perdžiūvimą ir pagerinti šaknų aeraciją. Praktinis orientyras yra maždaug 10 proc. viso žemės mišinio tūrio. Svarbu nepamiršti, kad jis nepakeičia tręšimo, tačiau gali padėti efektyviau išnaudoti trąšas ir komposto teikiamą naudą.

  • Bioanglis sode vadinamas juoduoju auksu: vienas priedas, kuris dirvos derlingumą keičia dešimtmečiams

    Bioanglis sode vadinamas juoduoju auksu: vienas priedas, kuris dirvos derlingumą keičia dešimtmečiams

    Bioanglis, dar vadinama biokuru arba biochar, – porėta anglinga medžiaga, gaunama pirolizės būdu kaitinant biomasę riboto deguonies sąlygomis. Žaliava dažniausiai būna medienos skiedros, riešutų lukštai, šiaudai ar kitos žemės ūkio ir miškininkystės atliekos.

    Pirolizės temperatūra paprastai siekia maždaug 300–700 laipsnių, o sodo reikmėms dažnai pasirenkami švelnesni režimai. Dėl to medžiagoje susiformuoja mikroporų tinklas, suteikiantis itin didelį vidinį paviršiaus plotą ir gebėjimą kaupti vandenį bei ištirpusias maisto medžiagas.

    Kuo skiriasi nuo anglies?

    Nors bioanglis iš pirmo žvilgsnio panaši į medžio anglį, jų paskirtis ir gamybos kontrolė skiriasi. Grilinimui skirta anglis ar briketai neretai turi rišiklių ir uždegimą lengvinančių priedų, todėl nėra tinkamas pasirinkimas dirvai.

    Aktyvintoji anglis, naudojama filtrams ir medicinoje, papildomai aktyvuojama garais ar cheminėmis medžiagomis, kad sugertis būtų maksimaliai stipri. Dirvoje toks produktas gali pernelyg intensyviai surišti ne tik teršalus, bet ir augalams reikalingas maisto medžiagas.

    Bioanglis laikoma tarpine alternatyva: jos poros pakankamos vandeniui ir jonams kaupti, o kartu sudaro palankias nišas dirvožemio mikroorganizmams. Svarbiausia, kad ji turi būti pagaminta iš švarių žaliavų, be cheminių priedų, su aiškiai nurodyta kilme.

    Kaip bioanglis veikia dirvą?

    Dirvoje bioanglis dažnai apibūdinama kaip kempinė: ji padeda sulaikyti drėgmę šaknų zonoje ir mažina staigius išdžiūvimo svyravimus. Tai ypač aktualu lengvuose, smėlinguose dirvožemiuose, kur vanduo ir maisto medžiagos greitai išsiplauna.

    Porėta struktūra taip pat gali didinti katijonų mainų gebą, todėl augalams svarbūs elementai, tokie kaip kalis, kalcis ar magnis, ilgiau išlieka prieinami. Praktikoje tai gali reikšti tolygesnį tręšimo efektą ir mažesnį maisto medžiagų nuostolį po smarkesnių liūčių.

    Kitas aspektas – biologinė dirvos pusė: bioanglies porose lengviau įsitvirtina bakterijos ir grybai, o tai prisideda prie stabilesnės mikrobiotos. Vis dėlto rezultatai priklauso nuo pradinės dirvos būklės, pH ir organinės medžiagos kiekio, todėl universalaus efekto visoms situacijoms nėra.

    Kaip naudoti, kad nepakenktumėte?

    Šviežios, sausos bioanglies nerekomenduojama berti tiesiai į lysves, nes jos poros iš pradžių gali „susiurbti“ dalį augalams prieinamų maisto medžiagų. Todėl dažnai patariama bioanglį prieš tai „įkrauti“ – sudrėkinti ir prisotinti maistinėmis medžiagomis bei mikroorganizmais.

    Vienas praktiškų būdų – sumaišyti bioanglį su subrendusiu kompostu ir palaikyti kelias savaites, kad poros prisipildytų. Greitesnis variantas – pamirkyti organinių trąšų tirpale, o tuomet bioanglį įterpti į dirvą aktyvioje šaknų zonoje.

    Dozavimas turėtų būti saikingas: konteineriniams augalams dažnai rekomenduojama neviršyti maždaug 10 proc. tūrio, o darže pradėti nuo mažesnių kiekių ir stebėti reakciją. Įterpiant svarbu sudrėkinti medžiagą, kad nekiltų dulkės, ir rinktis tik aiškios kilmės produktą, pagamintą ne iš dažytos ar impregnuotos medienos.

    Ilgalaikėje perspektyvoje bioanglis vertinama ir dėl stabilumo: ji dirvoje suyra labai lėtai, todėl poveikis struktūrai ir drėgmės režimui gali išlikti ilgai. Tačiau geriausi rezultatai dažniausiai pasiekiami ją derinant su kompostu, mulčiu ir tvariu dirvos gerinimu, o ne laikant vieninteliu sprendimu.