Чрезмерное использование удобрений способствовало росту мирового производства продуктов питания, но при этом создало серьёзную проблему: загрязнение почвы и воды нитратами. Высокий уровень нитратов угрожает безопасности питьевой воды, водным экосистемам и здоровью населения. В новом обзоре, опубликованном в Biochar, рассказывается о том, как биоуголь — богатый углеродом материал, получаемый при сжигании растений или отходов биомассы, — может стать эффективным, недорогим и экологичным решением.
В исследовании, проведённом учёными из Обернского университета, рассматривается вопрос о том, как биоуголь может улавливать и снижать уровень загрязнения нитратами в грунтовых и сточных водах, сельскохозяйственных почвах. В отличие от традиционных методов, таких как обратный осмос или ионный обмен, биоуголь является возобновляемым, доступным и адаптируемым к различным условиям окружающей среды.
«Биоуголь — это не просто продукт переработки отходов. Благодаря своей уникальной пористой структуре и химическому составу поверхности он очень эффективно удаляет нитраты из воды и удерживает их в почве, — говорит Ракеш Кумар, ведущий автор исследования. — Это значит, что мы можем одновременно улучшить качество воды и повысить урожайность».
При добавлении в загрязненную почву биоуголь помогает удерживает нитраты и снижает их вымывание в грунтовые воды. В системах ливневой канализации он может использоваться вместе с фильтрующими материалами для улавливания загрязняющих веществ до того, как они попадут в реки и озера. Биоуголь также можно использовать в искусственных водно-болотных угодьях, где он повышает активность микроорганизмов и способствует естественному удалению азота. Во многих случаях модифицированные материалы из биоугля, например обогащенные железом, обеспечивают эффективность удаления более 80–90 %.
Борьба с загрязнением нитратами часто обходится дорого. Биоуголь можно производить из местных отходов, таких как растительные остатки, побочные продукты лесозаготовки и пищевые отходы. Анализ затрат и выгод показывает, что расширение использования биоугля может снизить расходы на борьбу с загрязнением нитратами, поддержать устойчивое сельское хозяйство и принести экологическую пользу, например восстановить водные экосистемы.
Загрязнение нитратами — это не только экологическая проблема, но и угроза общественному здоровью. Избыток нитратов в питьевой воде связывают с «синдромом голубого ребёнка», некоторыми видами рака и другими рисками для здоровья.
«Биоуголь может стать настоящим прорывом в борьбе с загрязнением нитратами, — заключил соавтор исследования Джасмит Ламба. — Но успех будет зависеть от тесного сотрудничества между учёными, фермерами, политиками и представителями отрасли, которое позволит внедрить эти решения в практику».
[Фото: Rakesh Kumar, Atiqur Rahman, Jasmeet Lamba, Sushil Adhikari & Henry Allen Torbert]
