农环格格有话说:
4月16日周日(农历三月二十),亲爱的各位晚上好!!
20世纪90年代初,国际材料界出现了一个新的领域--环境材料,它的出现是在人们认识到生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走向可持续发展道路的背景下提出来的,由此被大家逐步重视,并确认是国内外材料科学与工程研究发展的必然趋势...
近些年,环境材料在农业生产及其环境治理中的应用倍受关注。那么目前环境材料的研制与农业应用有怎样的发展呢?
来看“2017聚焦我国农业环境问题--环境材料的研制与农业应用研讨会”--现场报道!!
农环订阅.武汉报道
会议现场
4月15—16日在华中农业大学国际学术交流中心,成功举办“2017聚焦我国农业环境问题—环境材料的研制与农业应用研讨会”。会议由农业部环境保护科研监测所《农业环境科学学报》编辑部主办。参会单位分别来自科研院所、高校、企业等108家,共计260余人。
关桓达:华中农业大学科学技术发展研究院院长
任天志:农业部环境保护科研监测所 所长
谭文峰:华中农业大学资源与环境学院 副院长
环境材料的研制与农业应用
目前有哪些进展呢?
----研讨会专题报告(4.15)
研讨会中的第一份报告,以带有诗意的题目开始…同时也给了我们一份对环境材料的畅想!!
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标题:“炭”索未来 托起希望
报告人:陈温福 院士
单 位:沈阳农业大学
陈温福院士
生物炭(Biochar),也称生物质炭、生物质焦、生物黑炭等,一般是指农林废弃物等生物质在缺氧条件下热解形成的富碳产物。由于生物炭所具有特殊理化性质,在农业、环境、能源等领域有较广阔的应用前景并可与土壤管理和碳封存相联系,因此,国际上越来越倾向于将其农业和环境属性作为定义生物炭的核心内涵。
新理念:生物炭农用研究---秸秆炭化还田新理念,以生物炭为载体开发缓释肥和土壤改良剂,实现秸秆炭化还田。通过新型环境材料—生物炭,我们在秸秆、环境、耕地与粮食安全之间架起了一座通向可持续发展的桥梁。
新进展:破解了秸秆收集和储运难题。
意义:以生物炭技术为核心的秸秆炭化还田是衔接农业循环链条首尾两端、实现废弃生物质资源化高效利用的重要途径。
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标题:限制作物秸秆合理利用的瓶颈因素
报告人:蔡祖聪 教授
单 位:南京师范大学
蔡祖聪教授
由于被使用方便、价格便宜的现代商品替代,作物秸秆由不可或缺的生产和生活资料成为被抛弃的废弃物而成为环境污染物。秸秆露天焚烧一度成为我国发生频率最高的大面积突发性环境事件。
作物秸秆还田可能产生的正负效应...
正效应:
归还作物吸收的部分养分;
提高土壤有机质含量和固碳;
改善土壤结构;
提高土壤微生物和酶活性;
提高作物产量。
负效应:
不利于农艺操作;
不利于作物扎根和出苗;
不总是提高作物产量;
增加杂草和病虫危害;
增加稻田CH4排放。
研究进展:作物秸秆用于强还原土壤处理
RSD处理---
所需原料:
一把草:1吨/亩;
一瓢水:处理土层达到田间持水量;
一张膜:透光不透气(≥4丝)。
案例:2016年江苏省大棚面积1250万亩,平均以3年处理一次计,每年处理大棚土壤需要秸秆400万吨以上。
据估计,2010年江苏省秸秆可收集量3049万吨(王雨辰等,江苏农业科学,2013)
大棚RSD处理可消耗13%的秸秆。
总结:秸秆分布广、密度低和季节性产出的特点是秸秆异地利用的瓶颈!
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标题:农业环境材料研究与展望
报告人:周启星 教授
单位:南开大学
周启星教授
环境材料,从环保角度讲,是生态特性新材料,在加工制备、接续的运用中,凸显最低负荷、最佳情形下的运用性能;改善土壤微生态和促进作物生长;环境友好型的化肥、农药和地膜等新型农资材料;生态破坏和农业环境污染的治理材料。
环境材料在农业中的应用及进展
研究进展:
环境中痕量的抗生素残留,造成了生态健康风险。然而,目前净化环境中痕量污染物的技术并不十分理想。我们把适配体 氧化石墨烯固定到琼脂糖颗粒上,然后作为填料装配到小柱内用来净化水体中的痕量抗生素,克服传统吸附剂的缺点。
关于农业环境材料研发几点建议:
(1)根据循环经济和可持续发展思想,利用工农业和矿产废弃物,加强新型环境材料的研发以解决农业生产和农业污染的问题;
(2)加强环境材料在农业生产和环境治理中的应用基础问题, 如环境材料对土壤重金属的污染修复标准的研究;
(3)加强环境材料应用技术与生物技术(植物和微生物)和农业工程技术的有效结合;
(4)加强对环境材料的健康生态评估,防止出现伪农业环境材料。
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标题:废弃物处理到生物质产业
报告人:潘根兴 教授
单 位:南京农业大学
潘根兴教授
绿色发展,路在何方?---变生物质为有机质,变废弃物为环境材料。废弃物资源化循环与生物质材料回归,让我们看到的是从废弃物治理到生物质科技与产业的过程!从这里,我们也会越发感受到,只有产业才能解决问题。
废弃物生物质材料化核心技术:
安全化:污染物去除或钝化;
循环:回收利用能源、循环养分(有效化);
增值:废弃物—有机质-生物质材料;
产业化:基质材料、肥料材料、改良剂材料、钝化剂材料。
生物质材料化:核心原理
核心技术:生物质废弃物分质利用全循环;
核心价值:创新循环途径、重构农业产业、服务生态;
重构农业产业:生物质生产与循环,供应食物、能源及生物质材料,提供环境和生态服务;
提升农业资源:土壤、肥料与生物质。
废弃物材料化技术路线:生物质炭化工程技术!
以安全、无害、循环利用为资源化处理目标;
以原料化和分质转化设备、工艺及工程化服务规模化产业;
以产品增值创新和拓展绿色农业应用解决产业市场;
产业化中的创新要求:创新工艺、创新产品、创新价值、创新模式
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创新治理理念:生物质利用与有机质创新;
创新治理路线:分离、分质、分值转化应用;
创新治理模式:工艺-设备-产品-市场。
发展前沿:生物质清洁燃料与生物质纳米材料。
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标题:基于生物成矿地球化学原理去除铀/铬污染的微观过程研究
报告人:林璋 教授
单 位:华南理工大学
林璋教授
我们的研究主旨是环境纳米材料与资源利用,主要是生物成因环境纳米材料,我们始终认为微生物是超越化学家材料构筑能力的天然环境材料。
提出科学问题:在生物载体的界面及内部的成矿微观机制
重金属离子在生命过程中的转化机制;
重金属离子的界面固定机制;
晶核形成、物种及其调控生长;
微生物各成分对吸附及成矿的贡献分析。
总结:
通过研究,探索了微生物矿化固定铀、铬重金属的多态性及成矿动力学,并揭示其环境意义。
环境材料的研制与农业应用
----研讨会专题报告(4.16)
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标题:同步辐射技术研究放射性核素在环境中的化学行为
报告人:王祥科 教授
单 位:华北电力大学
王祥科教授
历史上五次人为造成惨痛的核污染事件,大量的放射性核素释放到环境中,给环境污染和人类健康带来了重大威胁。
放射污染:辐射损伤、生物累积、毒性高,危害大。
研究进展:EXAFS方法研究Eu在氧化钛表明的微观结构
随着同步辐射这一新兴技术的兴起而取得突破性进展,XAFS被广泛应用于物理、化学、生物学、地质、地球化学等领域,在研究结晶物质、非晶物质与玻璃、液相和气相物质、催化剂、金属原子簇的结构、成键与反应过程等方面显示了不可替代的优势。
XAFS也广泛应用于环境矿物学,在原位研究矿物与不同固液介质条件中的表面化学反应、确定表面反应产物及其在表面上的结合状态,以及吸附物质特征等方面都有独特的应用价值。
放射性核素152 154Eu的环境化学行为研究:
三价的Eu与其他长寿命三价放射性镧系元素和锕系元素性质非常相近,但是放射性毒性小很多。
总结:我们需要对放射性核素在环境中的化学行为有充分了解,解决其带来的环境污染问题。
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标题:表面铁循环调控及其土壤修复应用
报告人:张礼知 教授
单 位:华中师范大学
张礼知教授
矿物表面铁循环是污染物降解的关键。
2010年,ES&T发表专刊,指出“铁循环是厌氧环境中最为重要的电子转移途径,直接驱动C、N和S等元素地球化学循环”;
Nature、Science上已发表多篇“铁循环及其耦合效应” 主题论文;
ES&T已发表多篇铁循环与环境纳米粒子、微有机污染物等耦合作用论文。
关键科学问题:如何探明晶面-Fe(II)结合方式,实现表面铁循环。
矿物表面铁循环调控的土壤修复应用初探
案例:某化工厂废弃场地土壤为研究对象
加入铁循环调控活化剂后土壤中邻氯硝基苯化学氧化去除效率极大提升(72小时100%去除);
常用于土壤中有机污染土壤的原位化学氧化修复EDTA的效果远不如我们的活化剂效果;
基于亚铁离子和氧化剂的常规土壤修复技术只能在72小时内降解20%邻氯硝基苯。
矿物表面铁循环调控的意义:利用环境友好的配体及自然界存在的还原性小分子促进环境铁循环和ROS的产生,实现污染控制和环境修复。
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标题:水铁矿表面催化Mn(II)
氧化及氧化锰矿物的形成
报告人:冯雄汉 教授
单 位:华中农业大学
冯雄汉教授
环境矿物—农业环境材料。
环境材料赋予传统结构、功能外,更强调环境协调性,
环境·矿物·材料——源于环境,用于环境。
研究主旨:应用土壤学、矿物学和生物手段,揭示土壤活性氧化物的形成、转化及与污染/养分元素的互作过程;提升土壤质量、改善土壤环境。
研究及展望:
1、不同催化途径相对应产物的定量贡献还需进一步探究;
2、环境中FeOx促进Mn(II)氧化和MnOx的形成,进而影响不同圈层的相关元素的环境行为。
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标题:纳米复合材料耕地重金属
污染修复效果和机理探讨
报告人:奉向东 教授
单 位:美国科拉克省大学
奉向东教授
纳米复合材料在农田重金属修复中展现了:
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靶向有效性
化学稳定性
简单应用性
作物增产性
可以与其他技术形成互补。
农田修复商业模式的探讨:
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1)模式1--推广可以降解重金属的功能肥料
国家补助农民每亩每季100元左右来使用含钝化剂的功能肥料:
优点:农民有积极性使用含补助的肥料;国家财力可以负担。
效果:像中药调理一样,使粮食重金属含量逐惭达标。
2)模式2--由公司承包成片的污染区5-10年
国家补助每年每亩类似休耕的资金,公司保证每年向国家提供合格的粮食;
优点:保证修复效果同时控制修复成本。
3)模式3--农田修复PPP项目
优点:引入民间资本进入大面积和长时间的农田修复
为。
大会报告,围绕环境材料从机理研究到实际案例再向产业发展,专家老师们为我们呈现了当前环境材料的最新进展....
研讨会报告现场
报告讲述后,大家针对报告内容进行现场提问、讨论和交流...
研讨会中的幸运
格格很幸运抓拍到了会议现场的一份感动...
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