プラスチックの炭化リサイクルによる新たな農業用土壌改良材の開発

通过塑料碳化和回收开发新型农业土壤改良材料

• 批准号: 22K05878
• 负责人: 丸居 篤
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hirosaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05878/
• 关键词: プラスチック炭化物; 土壌改良; 炭素貯留; 保水性; 透水性

近年、土壌改良材として、また、温室効果ガス削減のためにバイオ炭（Biochar）の利用が進んでいる。有機物の増加による土壌微生物の増加、土壌の保水性改善、排水不良地の透水性改善や土壌への炭素貯留が見込めるためである。本研究では、廃プラスチック（とくにポリエチレンテレフタレート;PET）の炭化物による土壌改良効果について検討した。実験室内のマッフル炉（FUW232PB, ADVANTEC社）においてステンレス製容器内に入れた状態で、900℃および600℃で60分間燃焼し、PET炭化物を作成した。作成した炭は、4～8mm粒形の水田転換畑土壌のみを炭化したもの（粒形粘土炭）、4～8mm粒形の水田転換畑土壌とPETを質量比６：１で混合して作成したもの（粒形炭）、PETのみの炭（PET炭）である。水田転換畑土壌（作土層）に作成した各PET炭を質量比1％および3％混入し、変水位透水試験を行った。その結果、透水性について乾燥密度0.9g/cm3に調整した試料では大きな変化は見られなかった。乾燥密度1.0g/cm3および1.1g/cm3に調整した試料では炭を入れた全ての試料において透水性が低下した。すなわち、土壌が締め固まった状態（乾燥密度が大きい状態）では透水性が低下することが明らかになった。一方で、質量比で50％以上炭を混入することで大幅な透水性の改善が見られた。乾燥密度0.85 g/cm3で水田転換畑土壌を充填したポットに各種の炭を混入し、2か月間のコマツナの栽培試験を行った。実験後の透水係数を比較した結果、PET炭を混入したポットでの透水性改善効果が最も大きくなり、900℃で作成した粒形炭においても透水性が改善した。

In recent years, the use of improved materials for soil and greenhouse effect reduction has been improved. Increase in organic matter, increase in soil microorganisms, improvement in water retention of soil, improvement in water permeability of poorly drained land, and carbon storage of soil This study is aimed at improving the quality of carbon in PET. In the indoor furnace (FUW232PB, ADVANTEC), the temperature inside the container is 900℃ to 600℃ for 60 minutes, and the PET char is produced. 4 - 8 mm granular paddy soil and PET with a mass ratio of 6:1 are mixed to form granular carbon and PET carbon. Paddy soil is prepared by mixing 1% to 3% of each PET carbon with water at different levels. Results, water permeability, dry density 0.9g/cm3, adjustment of the sample, Dry density 1.0g/cm3 to 1.1g/cm3 to adjust the sample to the carbon content of all samples to reduce water permeability The water permeability is low when the dry density is high. A large improvement in water permeability can be seen when carbon is mixed with a mass ratio of more than 50%. Dry density 0.85 g/cm3 Paddy field replacement soil filling, various carbon mixing, 2 months of cultivation test After comparison of water permeability coefficient, PET carbon mixed with water permeability coefficient improved the water permeability coefficient of 900℃.