生物炭是由有機生物質(如農業廢棄物)在無氧或缺氧條件下熱裂解產生的固體產物，具碳封存能力，亦可改善酸化土質並能留住營養物質、增加作物產量，而過量營養物質進入水體，如氨氮，造成藻類大量繁殖，導致水中溶氧耗盡，造成優養化，影響水體生態環境。生物炭原料類型會影響其物化特性，欲瞭解生物炭吸附水中氨氮之能力，需找出主要影響關鍵參數，以利篩選材料合適性。本研究選用木頭、椰殼纖維、稻殼、松果、蔗渣、玉米芯、竹子、菱角殼、龍眼殼及銀合歡共十種農業廢棄物，以550oC熱解溫度下製成生物炭做為吸附劑去除水溶液中的氨氮，進一步探討生物炭特性(包含元素組成、表面積、表面官能基、表面親疏水性等)與吸附水中氨氮之關聯性。結果顯示，生物炭對氨氮吸附量範圍為0.5-2.2 mg/g，而其中以銀合歡吸附效果最好(2.15 mg/g)，菱角殼次之(1.94 mg/g)，椰殼纖維吸附能力最差(0.53 mg/g)。生物炭的O/C莫耳比、N/C莫耳比為氨氮吸附主要影響因子，生物炭表面親疏水性為次要影響因子，生物炭O/C莫耳比愈高，對於氨氮吸附能力愈好，但生物炭表面若較為疏水性，也有可能會降低其吸附氨氮的能力。本研究期望在氨氮污染控制方面擇其適用生物炭性質與特徵，以利生物炭種類之選擇，而也讓後續生物炭資源化利用於農業應用，作為土壤改良劑或肥料緩釋載體等研究提供參考。 |