草木灰

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來自營火的草木灰

草木灰木材燃燒後殘留的粉末狀灰燼物質,經常在壁爐篝火或工業發電廠等出現。它主要由化合物以及木材中存在的其他不可燃的無機物組成,在歷史中有很多用途。

成分[編輯]

評估的不確定性[編輯]

關於草木灰的化學成分已經進行了許多研究,結果差異很大。 碳酸鈣(CaCO3)是溫度低於750°C(小壁爐)時的主要成分。[1] 在高於750°C(大爐)的溫度下,氧化鈣(CaO)為主要成分。[2]在草木灰中的一些元素:Fe 1.6-55g/kg;Si 6-170g/kg;Al 1.2-45g/kg;Mn 1-20 g/kg;As 0.6-5ppm;Cd 0.18-60ppm;Pb 2-500ppm;Cr 12-280ppm;Ni 10-140ppm;V 1.8-120 ppm。埃米爾•沃爾夫對來自許多樹種的草木灰成分進行了全面的分析,[3] 有些因素會對成分產生重大影響:

  1. 飛灰英語Fly ash:一些研究包括了燃燒過程中通過煙道逸出的固體,而另一些則沒有。
  2. 燃燒溫度[4]產生兩個直接效果:
    • 分解:碳酸鹽、硫化物等轉化為氧化物不會產生碳、硫、碳酸鹽或硫化物。一些金屬氧化物(如氧化汞)甚至在木材燃燒溫度下分解成單質態和/或完全蒸發。
    • 揮發:在沒有測量飛灰的研究中,某些燃燒產物可能根本不存在。
  3. 實驗過程:如果灰燼在燃燒和分析之間暴露於環境中,則氧化物可通過與空氣中的二氧化碳反應轉化回碳酸鹽。
  4. 木材的類型、年齡和生長環境會影響木材的組成,從而影響草木灰。

測量[編輯]

通常情況下,燃燒的木材(干基英語Dry basis)質量的0.43%至1.82%會產生灰分。[4] 燃燒條件也會影響殘留灰分的組成和數量,因此較高的溫度會降低灰分產率。[5]

許多草木灰以碳酸鈣為主要成分,占25%[6]甚至45%。[1]鉀肥少於10%,且磷酸鹽少於1%;有微量的鐵、錳、鋅、銅和一些重金屬。[6]然而,由於燃燒溫度是確定草木灰成分的重要變量,因此這些數字各不相同。[4] 所有物質基於氧化物的形式存在。[4]

用途[編輯]

肥料[編輯]

草木灰可以用作有機肥料,以豐富農業土壤營養。在此作用下,草木灰可作為碳酸鈣的來源,而碳酸鈣則作為中和酸性土壤石灰劑。[6]

草木灰也可以作為有機水耕溶液的改良劑使用,通常用來代替含有鈣、鉀、鎂和磷的無機化合物[7]

堆肥[編輯]

草木灰通常在填埋場處置,但是隨着處理成本的上升,生態友好型替代品(例如用作農業和林業應用的堆肥)變得越來越流行。 [8] 由於草木灰具有較高的含量,因此可以用作氣味控制劑,尤其是在堆肥操作中。[9]

陶器[編輯]

草木灰在陶瓷釉料中使用已有很長的歷史,特別是在中國、日本和韓國的傳統工藝中,儘管現在被許多陶瓷工藝使用。它起到了助熔劑的作用,降低了釉料的熔點。 [10]

肥皂[編輯]

氫氧化鉀可直接由草木灰製成[11],並且這種形式被稱為苛性鉀或鹼液。由於這種特性,傳統上也使用草木灰製造肥皂

生物浸出[編輯]

外生菌根的真菌點柄乳牛肝菌英語Suillus granulatus卷邊樁菇英語Paxillus involutus可釋放草木灰中的元素。[12]

食品加工[編輯]

草木灰有時被用於鹼法烹製英語Nixtamalization中。在該過程中,將玉米浸泡在鹼性溶液中煮熟以提高營養含量並降低黴菌毒素的風險。鹼溶液歷史上是由草木灰浸液製成的。

另見[編輯]

參考[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 Hume E. Wood Ashes: How to use them in the Garden. Ed Hume Seeds. 11 April 2006. (原始內容存檔於2019-07-05). 
  2. ^ Tarun R. Naik; Rudolph N. Kraus; Rakesh Kumar, Wood Ash: A New Source of Pozzolanic Material, Department of Civil Engineering and Mechanics, College of Engineering and Applied Science, The University of Wisconsin – Milwaukee, 2001  已忽略未知參數|name-list-style= (幫助)
  3. ^ Wolff, Emil. Aschen-Analysen. Berlin: Wiegandt und Hempel. 1871. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 Misra MK, Ragland KW, Baker AJ. Wood Ash Composition as a Function of Furnace Temperature (PDF). Biomass and Bioenergy. 1993, 4 (2): 103–116. doi:10.1016/0961-9534(93)90032-Y. 
  5. ^ Etiegni L, Campbell AG. Physical and chemical characteristics of wood ash. Bioresource Technology. 1991, 37 (2): 173–178. doi:10.1016/0960-8524(91)90207-Z. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 Lerner BR. Wood Ash in the Garden. Purdue University, Department of Horticulture and Landscape Architecture. 16 November 2000 [2008-10-01]. 
  7. ^ Sholto Douglas, James. Advanced guide to hydroponics: (soiless cultivation). London: Pelham Books. 1985: 345–351. ISBN 9780720715712. 
  8. ^ Demeyer A, Voundi Nkana JC, Verloo MG. Characteristics of wood ash and influence on soil properties and nutrient uptake: an overview. Bioresource Technology. 2001, 77 (3): 287–95. PMID 11272014. doi:10.1016/S0960-8524(00)00043-2. 
  9. ^ Rosenfeld, P.; Henry, C. Activated Carbon and Wood Ash Sorption of Wastewater, Compost and Biosolids Odorants. Water Environment Research. 2001, 7 (4): 388–393. doi:10.2175/106143001X139425.  已忽略未知參數|name-list-style= (幫助)
  10. ^ Rogers, Phil. Ash Glazes 2nd. London: A&C Black. 2003. ISBN 978-0-7136-57821. 
  11. ^ Making lye from wood ash. Journey to Forever. 14 May 2009 [2008-10-01]. 
  12. ^ Geoffrey Michael Gadd. Metals, minerals and microbes: geomicrobiology and bioremediation. Microbiology. March 2010, 156 (Pt 3): 609–643. PMID 20019082. doi:10.1099/mic.0.037143-0可免費使用.