Гипс за селскостопанска употреба в Охайо - източници и качество на наличните продукти

Ролята на гипса като поправка на почвата—Гипсът е хидратиран калциев сулфат (CaSO4 • 2H2O) и често се предлага на пазара като почвен „балсам“ за подобряване на „наклона на почвата“. В сравнение с повечето други изменения на почвата, богати на калций, като варовик, гипсът е относително разтворим във вода, разтваряйки до 2 g на литър. Разтворимостта на гипса, когато е вградена или нанесена на повърхността, позволява бързо освобождаване на калциеви (Са 2+) и сулфатни (SO4 2-) йони в почвения разтвор. Доставката на разтворена сол и йони Ca 2+, по-специално, може да намали почвеното образуване на корички (Фигура 1) и по друг начин да се отрази на структурата на почвата. Агрегацията на глинести частици, които спомагат за формирането и стабилизирането на почвената структура, се засилва ясно от присъствието на калций в местата за обмен на глина.

Фигура 1. Инхибиране на поникването на разсад от соя чрез тежка повърхностна кора.

Важно е да се отбележи, че чистият гипс не е варовик и не може да се използва за повишаване на рН на почвата. Въпреки това, гипсът има потенциала да облекчи токсичността на алуминия (Al 3+) в кисели почви и да достави калций и сяра (S) за хранене на растенията. Някои естествени и синтетични източници на гипс съдържат и други химични съединения, като калциев карбонат (селскостопанска вар), калциев оксид (изгорена вар) или калциев хидроксид (хидратирана вар). Тези материали направете имат варовито действие, когато се прилагат върху почвата, но не се обсъждат допълнително в тази публикация.

Целите на този информационен лист са да направи преглед на възможните източници на гипс за селскостопанска употреба в Охайо и да докладва резултати от химически и минерални анализи на представителни проби.

Източници и минерален състав на гипсовите материали

В момента има няколко възможни източника на гипс за селскостопанска употреба в Охайо. Те включват:

• Естествен гипс, добиван от геоложки находища
• Синтетичен гипс, произведен като страничен продукт от производството на електроенергия
• Рециклиран гипс за отливане от различни производствени процеси
• Рециклиран гипсокартон

Натурален гипс

Гипсът се добива чрез добив на геоложки находища в северната част на Охайо, Мичиган и други места в продължение на много години. Минералната чистота на природните проби варира в зависимост от местната геология и технологията за добив, използвана на обекта. Пробите, получени от мини в северната част на Охайо близо до Порт Клинтън, са предимно гипс, но също така съдържат доломит [CaMg (CO3) 2] и кварц (SiO2) (Таблица 1). Малките количества кварц не оказват влияние върху свойствата на почвата, докато доломитът е варовик и е добър източник на магнезий (Mg).

Синтетичен гипс

Синтетичният гипс се произвежда в някои електроцентрали, работещи с въглища, като страничен продукт от мерките за контрол на замърсяването. Измененията в Закона за чистия въздух от 1990 г. предвиждат електропроводи да инсталират системи за отстраняване („измиване“) на серен диоксид (SO2) от димни газове, които се генерират по време на изгарянето на въглища. Получените материали се наричат димоотвод десулфуризация на газ (FGD) странични продукти. В зависимост от процеса, тези странични продукти могат да имат различни минерални съставки. Процедурата за принудително окисляване, използвана в W.H. Станция Zimmer в Москва, Охайо, води до продукт с висока чистота (Таблица 1) и материалът се предлага на пазара като синтетичен гипс.

В процеса, използван в гара Цимер, димните газове първо се излагат на суспензия от хидратирана вар, а калциевият сулфит (CaSO3 • 0.5H2O) първоначално се образува чрез улавяне на SO2 (Фигура 2). След това калциевият сулфит се окислява, за да образува гипс. По време на процеса на окисляване, измиването на страничния продукт с вода премахва нежеланите химически замърсители като бор (В) и живак (Hg). Последният етап от процеса включва частично отстраняване на водата чрез комбинация от центрофугиране и вакуумно филтриране.

Крайният продукт се предлага за производство на гипсокартон или за селскостопански приложения. За да бъде приемлив за производството на гипсокартон, материалът трябва да има по-малко от 600 части на милион (ppm) от общо разтворени твърди вещества в порестата вода и водно съдържание под 15 тегловни%. Материалът, който не отговаря на тези критерии, се предлага на пазара като селскостопански гипс, а общото количество разтворени твърди вещества е основният критерий за отклоняване на материала за селскостопански цели. Гипсът на електроцентрала в Охайо е разрешен като тор чрез Агенцията за опазване на околната среда в Охайо и се наблюдава от Министерството на земеделието на Охайо за съдържанието на Ca и S.

Фигура 2. Процес на търкане и производство на гипс в гара Zimmer
(Фигура предоставена от CINERGY Corp.).

Излят гипс

Производството на някои продукти, като водопроводни инсталации, изисква гипсови отливки или форми. Използваните форми могат потенциално да бъдат смлени и рециклирани за други цели. Рециклираният материал, анализиран за този доклад, съдържа предимно гипс с малка примес на минералния анхидрит (Таблица 1), вероятно поради дехидратацията на гипса по време на процеса на леене. Анхидритът (CaSO4) е калциев сулфат без вода за хидратация и обикновено е подобен на поведение на гипса, когато се прилага върху почвите.

Гипсокартон гипс

Гипсокартонът се състои от гипс с тънка хартиена подложка. Около 30 милиарда квадратни метра гипсокартон се произвеждат всяка година в Северна Америка и значително количество се изхвърля по време на строителството на домове, офиси и други конструкции. До 25% от отпадъците, произведени на нови строителни площадки, са материали от гипсокартон. Рециклираният гипсокартон, анализиран в това проучване, е изцяло получен от нови строителни проекти и редовно се наблюдава от Министерството на земеделието в Охайо като тор. Пробите съдържат кварц, калциев хидроксид [Ca (OH) 2] или портландит и калциев карбонат (CaCO3) или калцит (Таблица 1). Гипсокартонът за разрушаване е друг възможен източник на гипс, но вероятно трябва да се избягва при нанасяне на земя поради потенциално химическо замърсяване от бои или други стенни покрития.

Физически свойства на гипсовите материали

Съдържание на растителни хранителни вещества в проби от гипс

Всички тествани материали биха били отлични източници на Ca и S за хранене на растенията (Таблица 3). Поради съдържанието на доломит, добиваният гипс също е източник на Mg.

Борът е растителен микроелемент и някои култури имат относително голямо търсене на В; други обаче могат да бъдат чувствителни към повишени нива. Неизмитите FGD странични продукти могат да имат нива на B достатъчно високи, за да доведат до токсичност за царевицата. Измиването на страничния продукт в процеса на образуване на гипс намалява съдържанието на В до безопасни нива, ако се използват препоръчителните норми на приложение.

Съдържание на следи от метал в гипсови проби

Химичните анализи на гипсовите материали, събрани в това проучване, показват, че следите от метали присъстват при ниски концентрации във всички проби (Таблица 4). Като отправна точка съдържанието на метали беше много по-ниско от границите на концентрация, определени от правителствените разпоредби за прилагане на биологични твърди вещества с отлично качество (USEPA, 1993), и изчислени метални натоварвания със ставки на приложение от 2,23 тона ac -1 год -1 (5 Mg ha -1 год -1) са били със 100 до 10 000 пъти по-ниски от годишните норми на натоварване, разрешени от същите разпоредби (вж. Част 503 - Стандарти за използване или обезвреждане на утайки от отпадъчни води; 503.13, Таблици 1–4, за подробности). По този начин гипсът от който и да е от изследваните източници може да бъде нанесен без ограничение за натоварване на следи от метал; въпреки това, пробите от даден източник винаги трябва да бъдат тествани преди приложение. Също така не е доказана полза от норми на приложение над 2 тона AC -1 годишно -1 за агрономично или градинарско земеделско производство в Охайо и вероятно двугодишните приложения са адекватни. По-големи количества могат да доведат до увреждане на разсад на непоносими към солта видове, особено ако се прилагат близо до момента на засаждане. Препоръчват се есенни приложения.

Препратки

• СИП на САЩ. 1993. 40 CFR Част 503 - Стандарти за използване и обезвреждане на утайки от отпадъчни води: Окончателно правило. Федерален регистър 58: 9248–9415. Вашингтон.
• СИП на САЩ. 1996. Метод 3050. Кислотно смилане на седименти, утайки, почви и масла. SW-846. Вашингтон.

Тази публикация е създадена чрез съвместни усилия между Разширението на държавния университет в Охайо и Колежа по хранителни, селскостопански и екологични науки.

• Диетично качество и дървесна покривка в Африка - ScienceDirect
• Диетичен скринингов инструмент, използван за описване на диетичното качество при придобито мозъчно нараняване и Паркинсон
• FDA предупреждава потребителите за продуктите на Miracle II
• Ферментиралите млечни продукти са свързани със здрави здрави кости; Кисело мляко в храненето
• Козметична инжекция за отслабване без мазнини с двойна брадичка Липолиза - Инжектиране на продукти за красота - Китай Козметика,