Overview of biomass ash usage for soil quality improvement: potential benefits and applications

Abstract

The degradation of urban soil is caused by pollution, poor land management practices, and soil sealing, all of which lead to lower infiltration, aeration, and permeability. At the same time, there is a substantial increase in biomass power generation, which increases ash generation, posing concerns for waste management and environmental impact. Biomass ash presents an opportunity for an environmentally friendly amendment of soil, as it provides nutrients, stabilises pH, and improves soil structure. The ash is rich in vital nutrients such as calcium, potassium, and phosphorus, which can restore nutrient-stripped soil and counteract soil acidification. The porous nature of ash improves aeration, retention of water, and root growth, especially in sandy and degenerated soil. Pelletisation makes it easier for biomass ash utilisation by reducing airborne dissemination and ensuring nutrient release occurs in a controlled, graduated process. Empirical evidence shows that granulated biomass ash can release its contents of nutrients in a gradual process, hence avoiding surpassing the safety levels of maximum allowable concentrations of heavy metals. With appropriate practices, biomass ash is a valid alternative to fertilisers, improving agricultural output and environmental sustainability and reducing the by-product troubles of biomass power generation.

Dirvožemio kokybė blogėja dėl žmogaus veiklos, ypač dėl didėjančio užterštumo, netinkamos priežiūros ir dirvožemio uždengimo įvairiomis dangomis. Tokie pokyčiai mažina infiltraciją, biologinį aktyvumą ir dirvožemio pralaidumą. Tuo pat metu, spartus biomasės energijos gamybos augimas lėmė didesnį susidarančių biomasės pelenų kiekį, keldamas susirūpinimą dėl atliekų apdorojimo ir poveikio aplinkai. Tačiau biomasės pelenai gali būti tvarus sprendimas dirvožemio kokybei gerinti. Biomasės pelenai, kuriuose gausu pagrindinių maistinių medžiagų, tokių kaip kalcis, kalis ir fosforas, gali papildyti dirvožemį, kuriame šių maistinių medžiagų trūksta, taip pat sušvelninti dirvožemio rūgštėjimą. Dėl savo porėtos struktūros biomasės pelenai pagerina dirvožemio aeraciją, vandens sulaikymą ir šaknų įsiskverbimą, ypač smėlinguose ir degradavusiuose dirvožemiuose. Tokie metodai kaip granuliavimas pagerina biokuro pelenų panaudojimą, nes sumažina galimą sklaidą ore pelenams išdžiūvus ir tiekia lėtą maistinių medžiagų išsiskyrimą. Tyrimai parodė, kad tinkamai apdorotos pelenų granulės gali palaipsniui atiduoti maistines medžiagas, neviršydamos leistinų sunkiųjų metalų koncentracijos ribų. Gerai tvarkomi biomasės pelenai yra perspektyvus cheminių trąšų pakaitalas, didinantis žemės ūkio produktyvumą ir aplinkos tvarumą, taip pat mažinantis biomasės energijos šalutinių produktų problemas.