Биокул може да намали някои опасни за околната среда вещества - но е необходим контрол, ако земеделието иска да го използва.
Økologisk NuПравителствените амбиции за разпространение на големи количества биоуглерод върху земеделски земи създадоха необходимост от по-детайлни изследвания на съдържанието на опасни за околната среда вещества в биоуглерода и ефекта от процеса на пиролиза. В момента текущ проект с водещо участие на Техническия университет на Дания показва, че в много случаи процесът на пиролиза намалява съдържанието на редица органични опасни вещества в сравнение с първоначалните суровини. Това включва PFAS и няколко други индустриални химикали. Изследванията също така показват, че биоуглеродът като цяло освобождава по-малко от тези вещества в околната среда, отколкото суровините, от които е произведен. Това съобщава DTU в прессъобщение. Това е важно, тъй като използваните суровини днес се разпръскват върху земеделски земи без реална предварителна обработка. Особено отпадъчният воден утайка може да съдържа органични замърсители като PFAS, медикаменти и други опасни вещества, както и тежки метали, които се освобождават в околната среда и могат да проникнат в подпочвените води. Агенциите са предупредили за рисковете В Дания биоуглерод се произвежда от слама, остатъчни влакна от биогазово производство и отпадъчни водни утайки. Това става в пиролизни инсталации, където биомасата се нагрява без кислород, така че да не гори, а да се разпада на газ, масло и въглища. Твърдият остатък, богат на въглерод, се нарича биоуглерод. Екологичната агенция е предупреждавала в предишен доклад, че биоуглерод, произведен чрез пиролиза, може да съдържа както канцерогенни, така и хормонално разстройващи вещества. Освен това има несигурност относно разпада, измиването и биологичната достъпност на вредните вещества в биоуглерода, както и кои вредни вещества се образуват по време на процеса на пиролиза. Съдържанието може да варира в зависимост от използваната биомаса и условията на обработка. Преди това Jyllands-Posten съобщи за жители на Вендсил, където се намира първият голям пиролизен завод в Дания, които се оплакват от световъртеж, главоболие, мехури и обриви. В друг проект - Danish Biochar LTE - учените изследват дългосрочните ефекти от биоуглерода върху земеделските земи. Текущите изследвания на DTU ясно показват разлики между суровините. Обикновено сламата дава най-чистия биоуглерод с ниски нива на тежки метали и органични замърсители. Остатъчните влакна от биогаз са на средно ниво, докато отпадъчните водни утайки са най-предизвикателният тип, с по-високо съдържание на тежки метали и много органични опасни вещества. Резултатите също така показват, че биоуглеродът от датските пиролизни инсталации съдържа много ниски нива на PAH, наричани също тъй като са вещества, образувани при пиролиза. Въпреки това, някои проби от индустриални инсталации показаха повишени стойности на тези вещества. Някои вещества могат да се концентрират в биоуглерода Въпреки че много органични замърсители се намаляват при пиролиза, това не важи за всички видове вещества. Тежките метали и металоидите, като кадмий, никел, мед и арсен, не се разпадат при пиролиза и могат да се концентрират в биоуглерода. Много от тези метали обаче са силно свързани със структурата на биоуглерода и се освобождават само в ограничени количества. Дългосрочните ефекти върху околната среда все още не са напълно изяснени. „Нашите резултати сочат, че пиролизата може да бъде ефективна технология за намаляване на съдържанието на редица органични опасни вещества, които се намират в биомасата. В същото време те показват, че качеството на биоуглерода зависи както от суровината, така и от условията на производство. Затова е необходим контрол и ясни рамки, ако биоуглеродът трябва да се използва в по-голям мащаб,” казва старши изследователят Волфганг Стелте от DTU Химическа техника. Необходимост от контрол Общите резултати показват, че биоуглеродът от датските пиролизни инсталации често има по-ниско ниво на опасни за околната среда вещества в сравнение със суровините, от които е произведен, но също така, че не всички видове биоуглерод са подходящи за разпръскване върху земеделски земи. Биоуглерод, произведен от суровини с висок съдържание на опасни вещества, може да съдържа прекалено високи концентрации на тежки метали или други нежелани вещества, като има значителни вариации между суровините и условията на производство. Това подчертава необходимостта от контрол на качеството и строги регулации, ако биоуглеродът трябва да бъде широко използван в земеделието, особено като се има предвид, че на датския пазар може да се появи чуждестранен биоуглерод с непознат риск профил, казва Волфганг Стелте. „Вече съществуват сертификационни схеми, като например European Biochar Certificate, които изискват документиране и анализи на биоуглерода. Нашите резултати подкрепят необходимостта от ясни стандарти, постоянен контрол и продължаващи изследвания,” добавя той. Настоящият проект продължава да изследва други важни екологични аспекти на пиролизата, включително емисиите от процеса и възможните рискове при обработката и съхранението на биоуглерод в голям мащаб. Резултатите от изследванията са изпратени до Министерството на околната среда, а обобщение на резултатите е публично достъпно в научната база данни на DTU под заглавието: „Изследване на екологичните въпроси, свързани с производството и използването на биоуглерод - Резюме на анализа на суровините и биоуглерода”. Резултатите от проекта също така са в процес на подготовка за публикуване в научни списания с рецензиране.
Ambitsite на правителството за разпространение на големи количества биоуглерод върху земеделски земи създаде необходимост от по-детайлни изследвания на съдържанието на опасни за околната среда вещества в биоуглерода и ефекта от процеса на пиролиза.
Сега показва текущ проект за изследване, ръководен от Техническия университет на Дания, че процесът на пиролиза в много случаи намалява съдържанието на редица органични опасни вещества в сравнение с първоначалните суровини. Това включва между другото PFAS и няколко други индустриални химикали.
Изследванията също така показват, че биоуглеродът като цяло освобождава по-малко от тези вещества в околната среда отколкото суровините, от които е произведен. Това съобщава DTU в прессъобщение.
Това е важно, тъй като използваните суровини днес се разпръскват върху земеделски земи без реална предварителна обработка. Особено отпадъчният воден утайка може да съдържа органични замърсители като PFAS, остатъци от лекарства и други опасни вещества, както и тежки метали, които се освобождават в околната среда и могат да проникнат в подпочвените води.
Управлението е предупредило за рискове
В Дания биоуглерод се произвежда от слама, остатъчни влакна от биогазово производство и отпадъчни водни утайки. Това става в пиролизни инсталации, където биомасата се нагрява без кислород, така че да не гори, а вместо това се разпада на газ, масло и въглища. Твърдият въглероден остатък се нарича биоуглерод.
Екологичната агенция по-рано в доклад предупреди, че биоуглерод, създаден чрез пиролиза, може да съдържа както канцерогенни, така и хормонално въздействащи вещества. Освен това има несигурност относно разпада, измиването и биологичната достъпност на вредните вещества в биоуглерода, както и кои вредни вещества се образуват по време на процеса на пиролиза. Съдържанието може да варира в зависимост от използваната биомаса и условията на обработка.
Jyllands-Posten по-рано съобщи за жители в Вендсил, където се намира първият голям пиролизен завод в Дания, които се оплакват от световъртеж, главоболие, мехури и обриви.
В друг проект - Danish Biochar LTE - учените изследват дългосрочните ефекти от биоуглерода върху земеделските земи.
Текущото изследване на DTU ясно показва разлики между суровините. Сламата обикновено дава най-чистия биоуглерод с ниски нива както на тежки метали, така и на органични замърсители. Остатъците от биогаз са на междинно ниво, докато отпадъчните водни утайки са най-предизвикателният тип с по-високо съдържание на особено тежки метали и много органични опасни вещества.
Резултатите също така показват, че биоуглеродът от датските пиролизни инсталации съдържа много ниски нива на PAH, наричани също смолисти вещества, които могат да се образуват по време на пиролиза. Въпреки това, някои проби от индустриални инсталации показаха повишени стойности на тези вещества.
Нещо може да се концентрира в биоуглерода
Въпреки че много органични замърсители се намаляват при пиролиза, това не важи за всички видове вещества. Тежките метали и металоиди, като например кадмий, никел, мед и арсен, не се разпадат при пиролиза и могат да се концентрират в биоуглерода.
Много от тези метали обаче са силно свързани със структурата на биоуглерода и се освобождават само в ограничени количества. Дългосрочните ефекти върху околната среда все още не са напълно изяснени.
”Нашите резултати сочат, че пиролизата може да бъде ефективна технология за намаляване на съдържанието на редица органични опасни вещества, които се срещат в биомасата. В същото време показва, че качеството на биоуглерода зависи както от суровината, така и от условията на производство. Затова е необходим контрол и ясни рамки, ако биоуглеродът трябва да се използва в по-голям мащаб,” казва старши изследовател Wolfgang Stelte от DTU Kemiteknik.
Необходимост от контрол
Резултатите показват, че биоуглеродът от датските пиролизни инсталации често има по-ниско ниво на емисии на опасни за околната среда вещества в сравнение със суровините, от които се произвежда, но също така, че не всички видове биоуглерод са подходящи за разпръскване върху земеделски земи. Биоуглерод, произведен от суровини с високо съдържание на опасни вещества, може да съдържа прекалено високи концентрации на например тежки метали или други нежелани вещества, като има значителни вариации между суровините и условията на производство.
Това подчертава необходимостта от контрол на качеството и строги регулации, ако биоуглеродът трябва да се използва широко в земеделието, включително и с оглед на внасянето на чуждестранен биоуглерод с неизвестен риск към датския пазар, казва Wolfgang Stelte.
”Вече съществуват сертификационни системи, като например European Biochar Certificate, които изискват документиране и анализи на биоуглерода. Нашите резултати подкрепят необходимостта от ясни стандарти, постоянен контрол и продължаващи изследвания,” добавя той.
Текущият проект продължава да изследва други важни екологични аспекти на пиролизата, включително емисиите от процеса и възможните рискове при обработка и съхранение на биоуглерод в голям мащаб.
Резултатите от изследванията са изпратени до Екологичната агенция, а обобщение на резултатите е публично достъпно в базата данни на DTU под заглавието: 'Investigation of environmental issues related to the production and use of biochar - Executive summary of feedstock and biochar analysis'.
Резултатите от проекта също така са в процес на подготовка за публикуване в научни списания с рецензиране.