未処理排水の灌漑によるニッケル汚染土壌の浄化における稲わらバイオ炭、硫黄、ライグラス（L

Potential of rice straw biochar, sulfur and ryegrass ( L.) in remediating soil contaminated with nickel through irrigation with untreated wastewater.

• Inas A Hashem
• Aonalah Y Abbas
• Abo El-Nasr H Abd El-Hamed
• Haythum M S Salem
• Omr E M El-Hosseiny
• Mohamed A Abdel-Salam
• Muhammad Hamzah Saleem
• Wenbing Zhou
• Ronggui Hu

抄録

背景:

未処理の廃水はかなりの量の重金属を運び、環境、食糧の質、土壌の健康、持続可能な農業への潜在的な生態学的リスクを引き起こします。

Background: Untreated wastewater carries substantial amount of heavy metals and causes potential ecological risks to the environment, food quality, soil health and sustainable agriculture.

方法論:

土壌中のニッケル（Ni）汚染の発生率を低減するために、廃水灌漑によるNi汚染土壌の浄化における稲わらバイオ炭と元素硫黄の可能性を調べるために、2つの別々の実験（インキュベーション実験と温室実験）を実施した。培養実験では5つの培養期間（1,7,14,28,56日）、3種類のバイオ炭（土壌0,10,20gkg）、2種類の硫黄（土壌0,5gkg）を使用し、土壌からNiを抽出して分析した。

Methodology: In order to reduce the incidence of nickel (Ni) contamination in soils, two separate experiments (incubation and greenhouse) were conducted to investigate the potentials of rice straw biochar and elemental sulfur in remediating Ni polluted soil due to the irrigation with wastewater. Five incubation periods (1, 7, 14, 28 and 56 days), three biochar doses (0, 10 and 20 g kg of soil) and two doses of sulfur (0 and 5 g kg of soil) were used in the incubation experiment then the Ni was extracted from the soil and analyzed, while ryegrass seeds L. (Poales: Poaceae) and the same doses of biochar and sulfur were used in the greenhouse experiment then the plants Ni-uptake was determined.

結果:

培養実験の結果、バイオ炭で処理した土壌では、用量に依存してDTPA-extractable Niが減少することが明らかになった。バイオ炭の投与量を0 g kg（対照）から10 g kg（処理）または20 g kg（処理）に増加させると、土壌からのDTPA抽出可能なNiはそれぞれ24.6%および39.4%減少した。硫黄の施用は、ハウス実験で重金属の高集積体として利用されていたライグラス植物のNi取り込みを増加させた。しかし、バイオ炭はライグラスのNi取り込みを低下させたため、動物の飼料として利用することが可能であった。

Results: The results of the incubation experiment revealed a dose-dependent reduction of DTPA-extractable Ni in soils treated with biochar. Increasing the biochar dose from 0 g kg (control) to 10 or 20 g kg (treatments) decreased the DTPA-extractable Ni from the soil by 24.6% and 39.4%, respectively. The application of sulfur increased the Ni-uptake by ryegrass plant which was used as hyper-accumulator of heavy metals in the green house experiment. However, the biochar decreased the Ni-uptake by the plant therefore it can be used as animal feed.

結論:

これらの結果から、バイオ炭と硫黄を別々に適用することで、バイオ炭がニッケルを吸着するか、硫黄がニッケルの利用可能性を高めて高集積植物に取り込まれやすくすることで、ニッケル汚染土壌の浄化が可能となり、持続可能な農業を促進できることが示唆された。

Conclusions: These results indicate that the biochar and sulfur could be applied separately to remediate the Ni-contaminated soils either through adsorbing the Ni by biochar or increasing the Ni availability by sulfur to be easily uptaken by the hyper-accumulator plant, and hence promote a sustainable agriculture.

©2020 Hashem et al.