英研制特殊土壤應對氣候變化 可將二氧化碳從空氣中去除

如切實可行,研究人員將鼓勵人們在含鈣豐富的土壤裡栽種更多的植物和庄稼

2008年07月29日09:37  來源:中國科學報

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在這片加拿大草原土壤上,沙礫層的上面有一層棕色有機層,含有可以產生鈣的碳酸鈣,能夠幫助應對全球變暖。
在這片加拿大草原土壤上,沙礫層的上面有一層棕色有機層,含有可以產生鈣的碳酸鈣,能夠幫助應對全球變暖。
  把地球從全球變暖中拯救出來可以部分依賴於我們腳下的土地嗎?英國科學家如今正在研制一種可以將二氧化碳從空氣中永久去除的土壤,並希望同時兼顧成本與效率。

  英格蘭紐卡斯爾大學的研究人員相信,科學家在此之前從未進行過這種嘗試。啟動這個研究的想法源於這樣一個事實,即植物、庄稼、樹木在進行光合作用時天然地吸收大氣中的二氧化碳,然后通過它們遍布在周圍土壤裡的根系將多余的二氧化碳排放到其中。在絕大部分土壤中,這些排放進來的二氧化碳有很大一部分又逸出到大氣中,或者是進入了地下水。

  但是研究人員推斷,在含硅酸鈣——天然含有或經人工處理——的土壤中,植物根系排放出來的二氧化碳可能會和土壤中的鈣起反應,形成無害的礦物質碳酸鈣。碳酸鈣最常見的自然存在方式是白堊、石灰石和大理石。反應后,二氧化碳就可以被安全地鎖定在碳酸鈣裡,以覆蓋在卵石表面或自成顆粒的形式保存在植物根系周圍的土壤裡。

  科學家們正在調查這個過程在自然界的存在情況,如果切實可行,研究人員將鼓勵人們在含鈣豐富的土壤裡栽種更多的植物、庄稼等。

  這也可能開啟特制土壤的廣闊前景,所謂特制土壤(添加了硅酸鈣或種植特定植物)就是一種可以充分利用碳捕獲能力的土壤。這種土壤可以在全球碳減排中發揮非常有價值的作用。

  研究小組的成員首先對天然土壤中的碳酸鈣進行了探測,這些土壤是由含鈣豐富的岩石頂部受風化、或裸露在外的混凝土受侵蝕而產生的粉塵(含有人工硅酸鈣成分)形成的。接著,他們在實驗室中研究了從混合肥料和含鈣豐富的岩石中制造人造土壤的技術。最終,他們將在這種含大量硅酸鈣的特制土壤上種植植物,然后監測碳酸鈣在土壤中的累積情況。

  這個多學科人員的研究小組包含了土木工程師、地質學家、生物學家和土壤科學家,由紐卡斯爾大學的土壤科學家David Manning教授挂帥。“科學家們知道利用土壤來做‘碳吸存’的可能性已經有一段時間了。”Manning說:“但是,還沒有一個人嘗試著發明一種土壤,用做消除和永久保存二氧化碳。”他補充說:“一旦我們確定了這種二氧化碳消除方法的可行性,就會用計算機模型來預測在這種特殊類型的土壤中可以形成多少碳酸鈣,以及速度如何。這將幫助我們制造出具有最優碳減排前景質量的土壤。一個重要的好處就是可以用比其他方法低廉的成本來應對氣候變化。”

  更廣的應用范圍存在於在土地復墾、土地修復和其他開發項目中混合含鈣豐富且具有二氧化碳保存能力的土壤。在這樣的土壤上種植生物能作物可能會是一個很好的選擇。

  Manning說:“我們正在開發的這個方法可能會對英國未來的碳減排目標作出5%到10%的貢獻。我們可以預計它的應用就在未來2∼3年之內,這其中包括眾多土地復墾中的‘速效方案’。”據悉,這個為期18個月的研究項目名為“制造碳吸存土壤:創新的碳減排方法”,已於2007年9月啟動。 

(責編:張叢立(實習))
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