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化學的實際應用

 
 
「化學」不只是硬生生的元素符號與計算公式,更重要的是思考如何將技術應用在生活上,林教授以自身研究菱角殼燒成的炭肥為例,下田做實驗拍下對照組,到底撒菱殼炭的作物成長幅度有多少呢?這些真的能讓農民大豐收嗎?
 
講演綱要(撰文|程長遠)
 
循環經濟(circular economy)是一種與傳統經濟(開採-製造-丟棄)不同的產業經濟模式,重點在於透過重新設計產品和商業模式,促進更好的資源使用效率、消除廢棄物及避免污染自然環境。循環經濟有兩種物質循環模式,分別為生物循環(biological nutrients)及工業循環(technical nutrients)。生物循環為:產品最後可被生物分解,回到自然環境中提供養分。工業循環為:將產品設計的容易回收、再製,產品最後可維持同品質回收、或升級製成更高價值的新產品。
 
台灣目前廢棄物的大宗主要是農業廢棄物,且大部分農民的農業廢棄物,都是以露天燃燒的方法來處理,不僅造成空氣污染,也增加碳的排放量,更造成取締的政府環保單位和農民的關係緊張。所以因此引起林弘萍教授的研究團隊,對這些農業廢棄物循環再利用的研究興趣和使命感。
 
正巧林教授服務的成功大學附近官田區公所,想利用區裡盛產菱角所產生的菱角殼來製造生物碳,希望尋求產學合作的可行性,因此因緣際會衍生了社區產學一起研發這個農業廢棄物循環再利用的契機。高品質的生物碳可以做為除臭劑、吸附劑,埋入土壤可以改善土質,並有固碳環保功能,用途很廣,非常符合廢棄物循環再利用的循環經濟價值。
 
林教授研究團隊搜尋坊間、市場上、以及相關單位,雖然有製作生物碳的機器,但是都需要使用額外的油或電來燒製,這和原本想要減低處理農業廢棄物的碳排放,並增加固碳作用的研究初衷相悖。因為在製造生物碳的過程中,雖然得到固碳的生物碳,也因使用了額外的能源產生碳排問題,一來一回沒有達到減碳的目的。
 
因此研究團隊改良原官田區公所社區所使用的類似燒金紙桶的裝置,利用悶燒菱角殼產生的能源,將自身菱角殼燒成生物碳。此法就無額外使用能源造成碳排的問題,而且產生的生物碳經檢測品質也相當好。此外,將菱角殼做成的生物碳攪入土壤中,也可讓土壤變成微鹼性,在種植蔬菜、果樹和菱角上品質都大大的提升,並且生物碳的吸附性可以減少灌溉水和肥料的用量。
 
研究團隊也希望將此技術用在其他農業廢棄物上,如稻殼、稻草和花生殼上,但後來發現這些農業廢棄物是可以賣錢的,把它們拿來做生物碳不符合經濟價值,最後選擇漂流木和樹枝等來做生物碳,其效果也像菱角殼一樣好。所以教授的此一技術是可以廣泛應用在農業廢棄物的處理。
 
最後團隊將此技術融入官田區社區營造之中,以求菱角殼生物碳在社區裡永續發展。將燒製機器改良,可以將製作生物碳時多餘的廢熱用來煮菱角、玉米、茶葉蛋和烘烤麵包等等,利用社區閒置的空間和人力發展觀光,社區老人閒暇時可以利用菱角殼生物碳製作除臭包等商品來販售,以提昇社區老人生活品質和經濟生活!
 
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化學(22)炭肥(2)
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