从人类中优化高生物可用的定向回收:在分子层面上理解和评估潜在的应用
Yao Xu1, Nan Li1, Libin Yang1
1State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China.
Water research
|September 29, 2023
概括
通过水热碳化 (HTC) 从人类 (HM) 中回收 (P),可以获得富含营养的水炭 (PHC). 这种方法提高了P生物可用性,可直接应用于土壤,提高作物产量和农业可持续性.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 农业化学 农业化学
- 废物管理 废物管理
背景情况:
- 从人类中回收 (P) 对粮食安全和可持续农业至关重要.
- 现有的P回收方法往往复杂或低效,需要新的方法.
- 水热碳化 (HTC) 为处理有机废物和回收有价值的营养物质提供了一个潜在的途径.
研究的目的:
- 调查人类便 (HM) 的一阶段热水碳化 (HTC) 方法,以获得高生物可用 (P) 的回收.
- 在分子层面上分析P物种化在所产生的富含的水炭 (PHC) 中的转化.
- 评估PHCs作为直接土壤修改剂的有效性,以增强植物生长.
主要方法:
- 人类便 (HM) 使用水热碳化 (HTC) 在120°C至240°C的温度下进行处理.
- 为了确定生物可用性,分析了生产的富含的水炭 (PHC) 中的物种化.
- 使用豆苗进行了盆栽实验,以评估PHC应用对植物生长的影响.
主要成果:
- 在HTC治疗中,有效保留了80.189.3%的P在固体阶段 (PHCs).
- 升高的HTC温度促进了有机 (OP) 分解为正正 (Ortho-P),在210°C时达到97.1%.
- HTC促进了低生物可用性无机P的转化为高生物可用性无机P (AP) 的转化,在HM中增加了高含量.
- 应用PHC显著改善了豆幼苗的生长 (湿/干重,植物高度).
- 与超相比,生产1PHC (在210°C) 证明了经济可行性,净回报为58.69美元.
- 这种P回收途径有可能满足目前农业P需求的约38%.
结论:
- 一步HTC对HM的处理是一种有效的方法,用于生产具有高P生物可用性的富含P的碳水化合物 (PHC).
- HTC工艺优化了P物种化,提高了植物吸收率,并促进了可持续的P回收.
- 来自HM的PHC代表了传统肥的可行,经济有效和可持续的替代品,有助于粮食生产安全.
