Vliv biouhlí a procesní vody na obsah energie a fytotoxicitu klíčení semen

Bc. Martin Kala

Master's thesis

Effect of biochar and process water on energey content and phytotoxicity of seeds germination

Abstract:

Jedním z trendů využití odpadů je vytvoření biouhlí a procesní vody. Z pohledu zemědělského se může jednat o látky, které mohou potenciálně zlepšit podíl organické hmoty v půdě. Dalším možným využitím je remediační účinek, či využití jako alternativního zdroje energie. Na základě možností využití v zemědělství byly stanoveny následující hypotézy: existuje možnost fytotoxicity biouhlí a procesní vody na rostliny, existují rozdíly v obsahu energie u různých typů biouhlí a procesní vody? Ze stanovených hypotéz vyplývají cíle práce: stanovit potenciální fytotoxický účinek biouhlí a procesní vody na klíčení semen, stanovit obsah energie a hodnoty výhřevností biouhlí a procesní vody.Na torefakci byla použita sušárna firmy LAC, kde proces probíhal za 250 °C / 0,5 h bez inertní atmosféry. Hydrotermální karbonizace (HTC) probíhala v laboratorním autokávu firmy Berghof za teploty 200 °C. K homogenizaci byl použit laboratorní rotorový rychlomlýnek Fritsch, typ Pulverisette 14. Na testy klíčivosti dle metodiky ISTA byl použit inkubátor značky Memert. Stanovení osahu C,H,N,S bylo zjišťováno pomocí přístroje LECO CHN628 + S. Spalné teplo bylo zjištěno pomocí isoperibolického spalného kalorimetru LECO AC600. Vlhkost byla stanovena v termogravimetrikém analyzátoru LECO TGA701. Při stanovení chlorofylu v listech bylo na promíchávaní použito ultrazvukového homogenizátoru Bandelin UW2070. Ke spektrofotometrickému vyhodnocení byl použit přístroj UV-Vis Evolution 2000 značky ThermoScientific.Biouhlí a procesní voda bude získaná na základě spolupráce s TF ČZU v Praze. U získaných vzorků biouhlí a procesní vody bude sledována potenciální fytotoxicita na základě tzv. řeřichového testu. Jednotlivé vzorky budou ředěny až na netoxickou koncentraci. Obsah energie, zjištěný jako spalné teplo vzorku, bude stanoven metodou spalné kalorimetrie za využití suchého spalného adiabatického kalorimetru LAGET MS 10A (LAGET, SRN). Z hodnot spalného tepla bude na základě tabelárních hodnot a výpočtem stanovena hodnota výhřevností vzorku.

Abstract:

One of the trends in waste utilization is the creation of biochar and processwater. From an agricultural perspective, these may be substances that can potentially improve the organic matter content of the soil. Another possible use is remediation effect or use as an alternative energy source. Based on the possibilities of agricultural use, the following hypotheses have been established: is there a possibility of phytotoxicity of biochar and process water on plants, and are there the differences in energy content of different types of biochar and process water? The hypotheses set out the objectives of the thesis: to identify the potential phytotoxic effect of biochar and process water on seed germination, to determine the energy content and calorific values of biochar and process water. An LAC dryer was used for torrefaction, where the process took place at temperature 250 ° C / 0.5 h without an inert atmosphere. Hydrothermal carbonization (HTC) took place in a Berghof laboratory autoclave at temperature 200 ° C. A Fritsch laboratory rotary grinder, type Pulverisette 14, was used for homogenization. A Memert incubator was used for germination tests according to the ISTA methodology. The determination of C, H, N, S was determined with using the LECO CHN628 + S instrument. The heat of combustion was determined using the LECO AC600 isoperibolic combustion calorimeter. Humidity was determined in a LECO TGA701 thermogravimetric analyzer. The Ultrasonic homogenizer Bandelin UW2070 was used for mixing in the determination process of chlorophyll in the leaves. The UV-Vis Evolution 2000 from ThermoScientific was used for spectrophotometric evaluation.Biochar and process water will be obtained on the basis of cooperation with TF ČZU in the Prague. Potential phytotoxicity will be monitored in the samples of biochar and process water based on the so-called watercress test. Individual samples will be diluted to a non-toxic concentration. The energy content, determined as the gross calorific value of the sample, will be determined by the calorimetric calorimetry method using the LAGET MS 10A dry calorimeter adiabatic calorimeter (LAGET, Germany). The calorific value of the sample will be determined from the calorific values based on the tabular values and the calculation.

Keywords

biouhlí, fytotoxicita, obsah energie

Keywords

biochar, phytotoxicity, energycontent

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. František Hnilička, Ph.D.
• Reader: Jan Malaťák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Waste Technology / Technology, Processing and Utilization of Waste