Thesis (M.Sc.)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 46-58.

The ability of biochar to solve a variety of environmental protection issues has generated a great deal of interest, so the use of agricultural by-products for generating valuable products is nowadays emerging as a sustainable way for getting rid of these wastes.
In the present study, cotton stalks were used as a precursor material for preparing biochar. Cotton stalks were pyrolyzed at 450 degrees Celsius with little oxygen present to create biochar. Then, several tools, such as an X-ray diffraction (XRD) and an Fourier Transform Infrared (FTIR), were used to study the biochar. According to surface studies, CSB has a significant surface area of 196.526 m2/g and a total pore volume of 0.13591 cc/g. After that, an experiment was carried out to incubate agricultural soil contaminated with the heavy metals nickel, cadmium and lead, and it was treated with the addition of biochar prepared from cottonwood at levels of 1.25, 2.5, 5 and 10% of the weight of the soil in an experiment that lasted 45 days. According to statistical analysis, adding biochar caused the pH to rise significantly (P < 0.05). The value of the CEC increased from 47.1 for the control to 48.55, 51.45, 52.90, and 59.42 cmol (+)/ kg in the soil 1.25, 2.5, 5%, and 10% biochar respectively . The addition of biochar to the soil also increased the base saturation percentages of the soil, with increases of 17.85% to 67.85 % for the biochar application rates from 1.25 to 10% compared to control treatment. Results also demonstrated that increasing the biochar amendment rate resulted in a rise in overall organic matter. The total carbon content of the soil increased significantly (P<0.05) after the addition of biochar as compared to the control soil. The results also showed that in comparison to the control, it can be seen that biochar application into the soil resulted in a significant (P<0.05) increase in the total and available nitrogen, phosphorus and potassium
The findings also revealed that with an increase cotton stalk biochar application rate, the concentrations recorded for total and available lead, nickel and cadmium proportionally decreased. The results showed that biochar amendments to soil resulted in an immobilization percentage ranging from 6 to 20% in case of cadmium, from 11 to 45% in case of lead and from 9 to 69.9% in case of nickel.
An environmentally friendly way to dispose such agricultural waste might be to make biochar out of cotton stalks. By adding biochar made from cotton stalks to the soil, heavy metals (Cd, Ni, and Pb) in the soil can successfully be immobilised, thus reducing their bioavailability to crops. As well as making soil's physical and chemical properties better, biochar also makes more nitrogen, phosphorus, and potassium more available to plants.

إن قدرة الفحم الحيوي على حل مجموعة متنوعة من المشاكل الخاصه بالبيئة قد أدت إلى إعطاء الدراسات الخاصه بإستخدامات الفحم الحيوي ( البيوشار) قدراً كبيراً من الاهتمام. كما أن استخدام المنتجات الثانوية الزراعية لإنتاج منتجات قيمة في الوقت الحاضر كطريقة مستدامة للتخلص من هذه النفايات قد أصبح هام للغايه.
و لذلك فإنه في هذه الدراسة ، تم استخدام حطب القطن كمادة تمهيدية لتحضير الفحم الحيوي. تم عمل تحلل حراري لحطب القطن عند 450 درجة مئوية مع وجود القليل من الأكسجين لتكوين الفحم الحيوي. و بعد ذلك ، تم استخدام العديد من الأدوات ، مثل حيود الأشعة السينية (XRD) وتحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء(FTIR) و قياس مساحة السطح و تكوينه ، لدراسة خواص الفحم الحيوي. وفقًا لنتائج هذه الدراسات التوصيفيه ، فقد اتضح ان مساحة سطح البيوشار تبلغ 196.526 م 2 / جم وإجمالي حجم مسامه يبلغ 0.13591 سم مكعب / جم. تم بعد ذلك عمل تجربة تحضين لتربه زراعيه ملوثه بعناصر النيكل و الكادميوم و الرصاص و تمت معاملتها باضافة الفحم الحيوي المُعد من حطب القطن بمستويات 1.25 و 2.5 و 5 و 10% من وزن التربه في تجربة استمرت 45 يوم. و قد أظهرت النتائج وفقًا للتحليل الإحصائي ، أن إضافة الفحم الحيوي أدت إلى ارتفاع الرقم الهيدروجيني بشكل ملحوظ (P <0.05) في التربه . زادت قيمة CEC من 47.1 في مجموعة الكونترول إلى 48.55 و 51.45 و 52.90 و 59.42 مللي مكافئ / 100 جم في المعاملات بالبيوشار 1.25 و 2.5 و 5٪ و 10٪ biochar. كما أدت إضافة الفحم الحيوي إلى التربة أيضًا إلى زيادة نسب التشبع الأساسي للتربة ، بزيادة قدرها 17.85٪ إلى 67.85٪ لمعدلات تطبيق الفحم الحيوي من 1.25 إلى 10٪ مقارنة بالكونترول. أظهرت النتائج أيضًا أن زيادة معدل البيوشار أدى إلى ارتفاع في إجمالي المواد العضوية. كما زاد المحتوى الكربوني الكلي للتربة معنويا (P <0.05) بعد إضافة الفحم الحيوي مقارنة بالتربة الكونترول. كما أوضحت النتائج أنه بالمقارنة مع المجموعة الكونترول ، فانه يمكن ملاحظة أن تطبيق الفحم الحيوي في التربة أدى إلى زيادة معنوية (P <0.05) في إجمالي النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم المتاح في التربة.
و قد أظهرت النتائج أيضًا أنه مع زيادة معدل تطبيق الفحم الحيوي لحطب القطن ، انخفضت التركيزات المسجلة للرصاص والنيكل والكادميوم الكلي والمتاح بشكل متناسب. وأظهرت النتائج أن تعديلات الفحم الحيوي للتربة نتج عنها نسبة تثبيت تتراوح من 6 إلى 20٪ في حالة الكادميوم ، ومن 11 إلى 45٪ في حالة الرصاص ومن 9 إلى 69.9٪ في حالة النيكل.
و يمكن القول انه من خلال إضافة الفحم الحيوي المصنوع من حطب القطن إلى التربة ، يمكن تثبيت المعادن الثقيلة (الكادميوم والنيكل والرصاص) في التربة بنجاح ، مما يقلل من توافرها النباتي للمحاصيل. بالإضافة إلى تحسين الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة ، يوفر الفحم الحيوي أيضًا المزيد من النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم للنباتات

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.