Bu icmal, biokömürün (biochar) çirklənmiş torpaqların yaxşılaşdırılması və tullantı suyun təmizlənməsindəki rolunu; ağır metallar, üzvi və qeyri-üzvi çirkləndiricilər, bitki stres fiziologiyası və dövri iqtisadiyyat baxımından birlikdə qiymətləndirir. Müəlliflər 2000-ci il yanvar–2024-cü il avqust dövründəki ədəbiyyatı strukturlaşdırılmış şəkildə araşdırmış, 2100-dən çox qeyddən 218 əsas mənbəni sintez etmişdir. İcmalın əsas nəticəsi ondan ibarətdir ki, biokömür yalnız məsaməli bir adsorbent kimi deyil; səth kompleksləşməsi, ion mübadiləsi, elektrostatik cazibə və çökmə ilə yanaşı torpaq pH-ı, katyon mübadilə tutumu, mineral quruluş, üzvi karbon və mikrob proseslərini dəyişdirə bilən çoxfunksiyalı material kimi qiymətləndirilməlidir. Bununla belə, ağır metallar əksər hallarda mühitdən tamamilə uzaqlaşdırılmır, daha az hərəkətli və ya daha az bioəlçatan formalara çevrilir; biokömürün yaşlanması və ətraf mühit şəraitinin dəyişməsi bu metalların gələcəkdə yenidən hərəkətlənə bilməsi riskini aradan qaldırmır.

Biokömürün xüsusiyyətləri istifadə edilən biokütlədən və istehsal şəraitindən güclü şəkildə asılıdır. Yüksək temperaturlu piroliz adətən aromatikliyi, məsamə inkişafını və səth sahəsini artırarkən; daha aşağı temperaturlarda karboksil və hidroksil kimi oksigen tərkibli funksional qrupların daha çox qorunması metal kompleksləşməsi baxımından üstünlük verə bilər. Buna görə də “biokömür” tək xüsusiyyətli və hər çirkləndiricidə eyni performansı göstərən standart material deyil.

Tullantı su tərəfində icmal; ağır metallar ilə yanaşı boyalar, dərman qalıqları, pestisidlər, nitrat, fosfat və digər çirkləndiricilərin giderilməsini, biokömürün anaerob çürütmə sistemlərindəki rolunu və katalitik tətbiqlərini əhatə edir. Torpaq tərəfində isə ağır metal hərəkətliliyinin azaldılması, su və qida maddələrinin tutulması, torpaq strukturunun dəyişdirilməsi, mikrob icmalarının dəstəklənməsi və bitkilərin metal stresinə qarşı dolayı şəkildə qorunması ön plana çıxır.

Türkiyə baxımından şərh: Türkiyədə kənd təsərrüfatı qalıqları, qida və heyvandarlıq tullantıları ilə müxtəlif biokütlə mənbələrindən biokömür istehsalı texniki baxımdan araşdırıla biləcək bir resurs dövriyyəsi təqdim edə bilər. Lakin icmaldakı performans dəyərləri müxtəlif ölkələrdən, torpaqlardan, biokömür xammallarından və təcrübə şəraitlərindən toplanmışdır. Bu səbəbdən müəyyən bir biokömür dozasının Türkiyədəki bir kənd təsərrüfatı torpağında və ya tullantı suda eyni giderim, məhsuldarlıq və ya iqtisadi nəticəni verəcəyi nəticəsi çıxarıla bilməz. Yerli torpaq pH-ı, çirkləndirici növü və növləşməsi, suvarma suyu, biokütlə mənbəyi, piroliz şəraiti, kənd təsərrüfatı istehsal sistemi və uzunmüddətli metal yenidən hərəkətlənməsi sahə miqyasında ayrıca doğrulanmalıdır.

Biokömürü adi adsorbentdən fərqləndirən nədir?

Biokömür, biokütlənin oksigenin məhdud olduğu termokimyəvi proseslərlə karbon baxımından zəngin bərk maddəyə çevrilməsi ilə əldə edilir. İcmalın əsas yanaşması biokömürü yalnız çirkləndiricinin yapışdığı passiv səth kimi görməməkdir. Məsamə quruluşu və yüksək səth sahəsi birbaşa adsorpsiyaya töhfə verərkən, səthdəki karboksil, hidroksil, karbonil və fenolik qruplar metal ionları ilə kompleks əmələ gətirə bilər. Mineral komponentlər çökməni dəstəkləyə bilər; səth yükü isə elektrostatik cazibə və ion mübadiləsi proseslərinə təsir göstərə bilər.

Torpaq mühitində buna ikinci bir qat əlavə olunur. Biokömür pH-ı, katyon mübadilə tutumunu (CEC), üzvi karbon miqdarını, redoks şəraitini və mikrob fəaliyyətini dəyişdirə bildiyi üçün çirkləndiricinin davranışına birbaşa səth adsorpsiyasından kənarda təsir edə bilər. Buna görə eyni biokömürün təmiz suda göstərdiyi performans ilə mürəkkəb kənd təsərrüfatı torpağındakı davranışının eyni qəbul edilməsi düzgün deyil.

Biokömür necə istehsal olunur?

İcmal dörd əsas termokimyəvi yanaşmanı müqayisə edir: piroliz, hidrotermal karbonizasiya, qazlaşdırma və torrefaksiya. Səhifə 3-dəki Şəkil 1 bu dörd metodu vizual olaraq müqayisə edərkən, Cədvəl 1 temperatur, isitmə sürəti, qalma müddəti və məhsul paylanmalarını birlikdə verir.

*Mənbə Cədvəl 1 qazlaşdırma üçün 700–1500 °C verərkən, bölmə 3.3-ün mətnində 800–1200 °C aralığı istifadə edilir. Bu uyğunsuzluq mənbədə mövcuddur.

Yüksək temperaturlu piroliz biokömürün aromatikliyini, məsaməliliyini, mineral tərkibini və adətən səth sahəsini artıra bilər. İcmala görə 500 °C-dən yuxarı şəraitlər çökmə, ion mübadiləsi və elektrostatik cazibə kimi mexanizmləri dəstəkləyən xüsusiyyətləri gücləndirə bilər. Bunun əksinə, 500 °C-dən aşağı karboksil və hidroksil kimi oksigen tərkibli qrupların daha çox qorunması Pb²⁺, Cd²⁺ və Cu²⁺ kimi ionların kompleksləşməsində faydalı ola bilər.

Hidrotermal karbonizasiya 180–300 °C-də, su baxımından zəngin və təzyiqli mühitdə baş verir. Yaranan hidrochar, piroliz mənşəli biokömürə görə daha az aromatik, lakin oksigen tərkibli funksional qruplar baxımından daha zəngin ola bilər. İcmal buna görə hidrocharı xüsusilə qısamüddətli tullantı su adsorpsiyası tətbiqləri baxımından nəzərdən keçirir.

Qazlaşdırma daha yüksək temperaturlarda sintez qazını əsas məhsula çevirərkən daha az miqdarda bərk char istehsal edir. Aktivləşdirmədən sonra qazlaşdırma charının səth sahəsinin 1000 m² g⁻¹-in üzərinə çıxa bildiyi bildirilir. Torrefaksiya isə 200–300 °C aralığında daha yüngül karbonlaşma təmin edərək oksigenli funksional qrupları böyük ölçüdə qoruyur; lakin uzunmüddətli torpaq karbonu stabilliyi baxımından yüksək temperaturlu piroliz məhsulları ilə eyni xüsusiyyətləri daşımır.

Biokömürün əslində necə material olduğu necə müəyyən edilir?

Səhifə 4-dəki Şəkil 2 biokömür xarakterizasiyasını üç əsas qrupa ayırır: fiziki-kimyəvi, səth və struktur/molekulyar xarakterizasiya. Tədqiqatda skan edən elektron mikroskopiyası (SEM), enerji dispersiyalı X-şüası spektroskopiyası (EDS), Fourier çevrilməli infraqırmızı spektroskopiya (FTIR), X-şüası difraksiyası (XRD), termoqravimetrik analiz (TGA), nüvə maqnit rezonansı (NMR), Raman spektroskopiyası və Brunauer–Emmett–Teller (BET) səth sahəsi analizi kimi üsullar sadalanır.

Bu ölçmələrin əhəmiyyəti ondan ibarətdir ki, biokömürün davranışı yalnız “karbon miqdarı” ilə izah edilə bilməz. Hissəcik ölçüsü, səth sahəsi, məsamə ölçüsü paylanması, pH, mineral quruluş, funksional qruplar, aromatiklik və səth yükü çirkləndiricinin tutulmasına müxtəlif formalarda təsir edir.

Tullantı suda üzvi çirkləndiricilər necə tutulur?

Üzvi çirkləndiricilərdə ön plana çıxan mexanizmlər ağır metallardakından fərqlənə bilər. İcmalda π–π qarşılıqlı təsirləri, hidrogen bağları, hidrofobik bölünmə, məsamə doldurma və elektrostatik qarşılıqlı təsirlər xüsusilə vurğulanır. Boyalar, pestisidlər, fenolik birləşmələr və bəzi farmasevtik çirkləndiricilər müxtəlif biokömür növləri ilə araşdırılmışdır.

Məsələn, yüksək temperaturda istehsal edilən biokömürlərdə artan səth sahəsi və aromatik quruluş bəzi üzvi molekulların adsorpsiyasını gücləndirə bilər. Bununla belə, real tullantı sularda birlikdə olan çirkləndiricilər eyni səth bölgələri üçün rəqabət apara bilər. Buna görə tək çirkləndirici olan laboratoriya sistemindəki yüksək giderim mürəkkəb sənaye tullantı suyunda eyni performansın əldə ediləcəyi mənasına gəlmir.

Ağır metal gideriminin dörd birbaşa mexanizmi

Səhifə 9-dakı Şəkil 4 biokömürün ağır metal və digər çirkləndiricilər üzərindəki təsirini birbaşa və dolayı mexanizmlər şəklində ayırır. Birbaşa tərəfdə dörd əsas proses ön plana çıxır:

Bu mexanizmlər bir-birini istisna etmir. Eyni biokömür–metal sistemində ion mübadiləsi, kompleksləşmə və çökmə eyni anda rol oynaya bilər.

Dolayı mexanizmlər niyə ən az səth adsorpsiyası qədər vacibdir?

Torpaq mühitində biokömür çirkləndiriciyə toxunmadan da onun hərəkətliliyini dəyişdirə bilər. İcmalda dörd dolayı mexanizm xüsusilə nəzərdən keçirilir: torpaq pH-ı, katyon mübadilə tutumu, mineral kompozisiya və torpaq üzvi karbonu.

Qələvi biokömür xüsusilə turş torpaqlarda pH-ı yüksəltdikdə Pb²⁺, Cd²⁺ və Cu²⁺ kimi katyonik metalların hərəkətliliyi çökmə və adsorpsiya yolu ilə azala bilər. Lakin bütün çirkləndiricilər eyni istiqamətdə davranmır. Arsenat və xromat kimi anion növlərdə yüksək pH və daha mənfi səth yükü elektrostatik itələnməni artıra bilər. Buna görə “pH yüksəldikcə bütün ağır metallar daha yaxşı tutulur” şəklində bir ümumiləşdirmə mənbə tərəfindən dəstəklənmir.

Katyon mübadilə tutumunun artması müsbət yüklü metal ionlarının tutulmasına kömək edir. Biokömürdəki Ca və Mg kimi ionlar da ion mübadiləsində iştirak edə bilər. Mineral fazalar xüsusilə fosfat və karbonat vasitəsilə həll olunmayan metal birləşmələrinin yaranmasını dəstəkləyə bilər. Artan torpaq üzvi karbonu isə kompleksləşmə və mikrob çevrilmələri vasitəsilə metal hərəkətliliyini dəyişdirə bilər.

Adsorpsiya performansını hansı şəraitlər müəyyən edir?

İcmal dörd əsas nəzarət dəyişənini ətraflı şəkildə nəzərdən keçirir: biokömürün öz xüsusiyyətləri, məhlulun pH-ı, adsorbent dozası və temperatur.

• Məsamə quruluşu: Mikroməsamə həcmi daxili səth sahəsinə və adsorpsiya tutumuna birbaşa təsir göstərə bilər.
• Piroliz temperaturu: 500–700 °C aralığındakı yüksək temperaturların mikroməsamə həcmində %50–78 artımlarla əlaqələndirildiyi tədqiqatlar təqdim olunur.
• Sənaye istehsalı nümunəsi: Təxminən 650 °C və təxminən 15 dəqiqəlik qalma müddətində zeytun budama tullantısını işləyən davamlı vintli reaktor üçün %23,38 biokömür verimi və 341 m² g⁻¹ səth sahəsi təqdim olunur.
• pH: Səth qruplarının protonlaşma/deprotonlaşma vəziyyəti həm biokömür yükünü, həm də çirkləndiricinin kimyəvi növünü dəyişdirir.
• Doza: Daha çox biokömür daha çox aktiv sahə təmin edə bilsə də, həddindən artıq dozada səthlərin üst-üstə düşməsi aktiv sahələri əlçatmaz hala gətirə bilər.
• Temperatur: Endotermik adsorpsiya sistemlərində temperatur artımı bəzi çirkləndiricilərin tutulmasını artıra bilər; lakin bu bütün adsorpsiya prosesləri üçün universal nəticə deyil.

Biokömür filtrləri tullantı su arıtımında nə göstərir?

Səhifə 7-dəki Şəkil 3 düyü qabığından istehsal edilən biokömürün anaerob filtr mühitində istifadəsini göstərir. Sxemdə səth filtrasiyası, asılı bərk maddələrin koagulyasiyası və çökməsi, üzvi maddənin tutulması və hidrolizi ilə biofilm yaranması birlikdə nəzərdən keçirilir. Məsaməli biokömür mikroorqanizmlərin kolonizasiyası üçün səth təmin edə bilər və proses sonunda qida maddələri baxımından zənginləşən materialın torpaq tənzimləyicisi kimi yenidən istifadəsi düşünülür.

İcmalda təqdim edilən bir müqayisədə biokömür filtrlərinin kimyəvi oksigen tələbatında orta hesabla %74 ± 18 azalma təmin etdiyi, qum filtrlərində isə bu dəyərin %61 ± 12 olduğu bildirilir. E. coli azalması biokömür filtrində 1,35 ± 0,27 log vahid, qum filtrində 1,18 ± 0,31 log vahid kimi təqdim edilmişdir. Başqa bir sintetik yağış suyu tədqiqatsında asılı bərk maddə və nitrat üçün %86, fosfat üçün %47 giderim bildirilərkən metal və mikrob giderim nisbətlərinin çirkləndiriciyə və filtr mühitinə görə mühüm dərəcədə dəyişdiyi göstərilir.

Bu dəyərlər fərqli təcrübələrə aiddir və tək bir standart biokömür filtrinin zəmanətli performansı kimi şərh edilməməlidir.

Biokömür anaerob çürütmədə nə edir?

Anaerob çürütmədə biokömürün məsaməli və sabit quruluşu mikroorqanizmlər üçün yapışma səthi təmin edə bilər; inhibitorların bioəlçatanlığını azalda və sistemin tamponlanmasına töhfə verə bilər. İcmalda bəzi tədqiqatların biokömür əlavəsi ilə metan istehsalı və ya reaksiya sürətində artım bildirdiyi təqdim olunur.

Lakin bu nəticələrin qidalandırıcı maddəyə, biokömürün xüsusiyyətlərinə, reaktor dizaynına və istismar şəraitinə bağlı olduğu aydındır. Biokömürün həddindən artıq qələviliyi də sistem tarazlığını dəyişdirə bilər. Buna görə biokömür anaerob çürütməni avtomatik olaraq daha səmərəli hala gətirən universal qatqı maddəsi kimi təqdim edilmir.

Katalizator kimi biokömür

İcmal biokömürü yalnız adsorbent deyil, katalitik ozonlama, Fenton-bənzəri reaksiyalar və digər oksidasiya sistemlərində katalizator və ya katalizator dəstəyi kimi də nəzərdən keçirir. Səthdəki funksional qruplar və karbon strukturları elektron transferinə və reaktiv oksigen növlərinin yaranmasına təsir göstərərək bəzi davamlı üzvi çirkləndiricilərin parçalanmasına töhfə verə bilər.

Bununla belə, katalitik performans biokömürün xammalına, karbonizasiya metoduna, səth modifikasiyasına, pH-a və hədəf çirkləndiriciyə görə dəyişir. Buna görə adsorpsiya ilə kimyəvi parçalanma eyni mexanizm kimi qiymətləndirilməməlidir.

Torpaq və davamlı kənd təsərrüfatı baxımından təsirlər

Səhifə 11-dəki Şəkil 5 biokömürün torpaq və bitki üzərindəki təsirini fiziki, kimyəvi və bioloji prosesləri birləşdirərək göstərir. Məsaməlilik, həcm sıxlığı, aqreqat stabilliyi və su tutma qabiliyyəti fiziki ayağı; pH, elektrik keçiriciliyi, katyon mübadilə tutumu, redoks potensialı və N-P-K kimi qida maddələri kimyəvi ayağı; torpaq üzvi maddəsi, fermentlər, mikrob biokütləsi və kolonizasiya isə bioloji ayağı təşkil edir.

İcmalda biokömür tətbiq nisbətlərinin əsasən 5–50 t ha⁻¹ aralığında olduğu və araşdırılan ədəbiyyatda hallarının %60–80-ində müsbət məhsuldarlıq cavablarının bildirildiyi qeyd olunur. Bununla belə, həddindən artıq dozaların xüsusilə qida maddəsi kasad və ya onsuz da məhsuldar torpaqlarda bitki performansını azalda biləcəyi vurğulanır.

Turş torpaqlarda pH artımlarının təxminən 0,5–1,8 pH vahidi aralığında bildirildiyi; hidrojel–biokömür kompozitləri üçün su tutma qabiliyyətində %30–60 artımlar raporlandığı təqdim olunur. Lakin hidrojel kompozitləri baxımından uzunmüddətli sahə doğrulamasının məhdud olduğu açıq şəkildə qeyd olunur.

Biokömür bitkinin müdafiə sistemini birbaşa stimullaşdırırmı?

İcmalın mühüm vurğularından biri bunun birbaşa təsir kimi şərh edilməməli olduğudur. Biokömürün ağır metalları immobilizə etməsi, rizosfer kimyasını və qida balansını dəyişdirməsi nəticəsində bitkinin məruz qaldığı metal yükü azala bilər. Beləcə reaktiv oksigen növləri (ROS), lipid peroksidasiyası və membran zədələnməsi kimi stres göstəriciləri azala bilər.

Səhifə 13-dəki Şəkil 6 bu zənciri açıq şəkildə göstərir: biokömür əvvəlcə torpağın fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərini və ağır metal bioəlçatanlığını dəyişdirir; daha aşağı metal alımı daha aşağı toksiklik və oksidativ streslə əlaqələndirilir; bunun nəticəsində fotosintez, membran bütövlüyü, qida alımı və antioksidant müdafiə daha yaxşı qoruna bilər.

Mənbə xüsusilə bu təsirin “biokömür bitki müdafiə genlərini birbaşa işə salır” şəklində şərh edilməməli olduğunu vurğulayır. Antioksidant fermentlərdəki dəyişikliklər əsasən daha aşağı metal toksikliyi, dəyişən qida mövcudluğu və rizosfer-mikrob qarşılıqlı təsirlərinin dolayı nəticəsidir.

Biokömür dövri iqtisadiyyatda harada yer alır?

İcmal kənd təsərrüfatı qalıqlarının və üzvi tullantıların biokömürə çevrilməsini yalnız tullantı idarəçiliyi deyil, tullantı → enerji → biokömür → torpaq dövrünün bir hissəsi kimi qiymətləndirir. Piroliz zamanı bərk biokömürlə yanaşı bio-yağ və sintez qazının istehsal edilə bilməsi enerji bərpasına imkan verə bilər.

Mənbədə sintez edilən tədqiqatlara görə kiçik miqyaslı sistemlərdə 1 ton biokütlənin təxminən 200–400 kWh istilik və ya elektrik enerjisi təmin edə bildiyi; bəzi qiymətləndirmələrdə məhsul verimində %5–30 artım, torpaq üzvi karbon ehtiyatlarında ildə 0,5–1,5 t C ha⁻¹ artım və tətbiq edilən biokömür tonu başına 0,2–0,5 t CO₂-ekvivalenti xalis istixana qazı azalması raporlandığı təqdim olunur.

Texno-iqtisadi qiymətləndirmələr kiçik miqyaslı bəzi biokömür sistemləri üçün 2–4 illik geri ödəmə müddəti və %12–25 daxili gəlirlilik norması bildirir. Yaşam dövrü qiymətləndirmələrində isə ənənəvi qalıq idarəçiliyi ilə müqayisədə xalis istixana qazı emissiyasında %30–60 azalmalar təqdim edilmişdir.

Bu dəyərlər tək bir obyektin zəmanətli iqtisadi nəticəsi deyil. Xammalın mövcudluğu, daşınma dəyəri, enerji bərpası, biokömür verimi, fermer qəbulu, proses miqyası və yerli siyasət şəraiti iqtisadi nəticəni dəyişdirə bilər. İcmalın özü də dövri iqtisadiyyat faydalarının avtomatik olmadığını və kontekstə xas sistem dizaynı tələb etdiyini vurğulayır.

Ən mühüm uzunmüddətli risk: immobilizasiya qalıcı uzaqlaşdırma deyil

Tədqiqatın ən kritik xəbərdarlıqlarından biri ağır metal immobilizasiyasının “metal artıq sistemdə yoxdur” mənasına gəlməməsidir. Biokömür metalın kimyəvi formasını, hərəkətliliyini və ya bioəlçatanlığını dəyişdirə bilər; lakin metal torpaqda qalmağa davam edə bilər.

Zaman keçdikcə mikrob parçalanması, kök fəaliyyəti, torpaq faunası, pH və redoks dəyişiklikləri, duzluluq, temperatur, üzvi maddə çevrilməsi, gübrələmə, torpaq işləmə, turşu yağışı və ya daşqın kimi proseslər biokömürün səth kimyasını dəyişdirə bilər. Daha əvvəl immobilizə olmuş metalın yenidən həll olması və ya desorpsiyası buna görə uzunmüddətli risk qiymətləndirməsinin mərkəzindədir.

Müəlliflər bu nöqtədə bir neçə illik və ya daha uzun sahə tədqiqatlarının, dövri nümunə götürmənin, bitki alımı və qida zəncirinə keçidin izlənməsinin, təhlükəsiz tətbiq hədlərinin müəyyən edilməsinin və biokömürün yaşam dövrü boyunca qiymətləndirilməsinin lazım olduğunu müdafiə edirlər.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Biokömür üzvi və qeyri-üzvi çirkləndiricilərin tutulmasında bir neçə fiziki və kimyəvi mexanizmə malik çoxfunksiyalı materialdır.
• Xammal və istehsal şəraiti biokömürün səth sahəsini, məsamə quruluşunu, funksional qruplarını, mineral tərkibini və nəticədə çirkləndirici giderim davranışını mühüm dərəcədə dəyişdirir.
• Ağır metal immobilizasiyasında fiziki sorpsiya, elektrostatik cazibə, kompleksləşmə, ion mübadiləsi və çökmə birlikdə rol oynaya bilər.
• Torpaq pH-ı, CEC, mineral quruluş və üzvi karbon dəyişiklikləri biokömürün dolayı yaxşılaşdırma təsirlərinin mühüm hissələridir.
• Biokömür ağır metal bioəlçatanlığını azaldaraq bitkilərdəki stres cavablarını dolayı şəkildə yüngülləşdirə bilər.
• Kənd təsərrüfatı və üzvi tullantıların biokömürə çevrilməsi enerji bərpası, tullantı dəyərləndirməsi və torpağa karbon dönüşü baxımından dövri iqtisadiyyatla əlaqələndirilə bilər.
• Uzunmüddətli sahə performansı və immobilizə edilmiş çirkləndiricilərin yenidən hərəkətlənməsi tətbiqin etibarlılığı baxımından əsas araşdırma boşluqlarıdır.

Tədqiqatın sübut etmədiyi nəticələr

• Hər biokömür bütün ağır metalları və ya bütün üzvi çirkləndiriciləri eyni verimlə gidermir.
• Laboratoriya mühitində yüksək adsorpsiya real tullantı suda və ya tarla torpağında eyni performansın yaranacağını sübut etmir.
• Ağır metal immobilizasiyası metalın torpaqdan fiziki olaraq tamamilə çıxarıldığı mənasına gəlmir.
• Biokömür tətbiqinin bütün torpaqlarda məhsul verimini artıracağı nəticəsi çıxarıla bilməz.
• Yüksək biokömür dozası avtomatik olaraq daha yüksək arıtma və ya kənd təsərrüfatı performansı mənasına gəlmir.
• Dövri iqtisadiyyat və iqtisadi geri dönüş dəyərləri bütün bölgələr və obyekt miqyasları üçün ümumiləşdirilə bilməz.
• Bitki müdafiəsindəki yaxşılaşmalar biokömürün bitki metabolizmini birbaşa stimullaşdırmasının sübutu deyil.
• Mövcud sübutlar uzun müddətdə immobilizə edilmiş ağır metalların heç vaxt yenidən hərəkətlənməyəcəyini göstərmir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

İcmal necə yaradıldı?

Müəlliflər PubMed, Web of Science, Scopus, Google Scholar, Wiley Online Library və Springer Link məlumat mənbələrindən istifadə edərək 2000-ci il yanvar–2024-cü il avqust dövrünü araşdırmışdır. Axtarışda “biochar”, “heavy metals”, “wastewater treatment”, “soil amendment”, “plant growth”, “plant defense”, “adsorption mechanisms” və “circular economy” kimi terminlərin Boolean kombinasiyaları istifadə edilmişdir.

İngilis dilində dərc edilmiş, icmalın mövzuları ilə birbaşa əlaqəli rəyçilikdən keçmiş məqalələr, icmallar, kitablar və konfrans məruzələri qiymətləndirməyə daxil edilmiş; ingiliscə olmayan tədqiqatlar, metodoloji açıqlığı yetərsiz mənbələr və biokömür–metal qarşılıqlı təsirləri və ya ekoloji yaxşılaşdırma ilə əlaqəsiz nəşrlər xaric edilmişdir.

İcmalın elmi əhatəsi

Ön plana çıxan kəmiyyət nəticələri necə şərh edilməlidir?

Bu dəyərlərin hamısı eyni təcrübədən və ya tək bir biokömür növündən gəlmir. İcmal müxtəlif araşdırmaların nəticələrini bir araya gətirdiyi üçün rəqəmlər “biokömürün standart performansı” kimi qiymətləndirilməməlidir.

Ən mühüm araşdırma boşluqları

İcmalın gələcəyə yönəlik mesajı yeni laboratoriya adsorpsiya təcrübələrindən daha geniş bir qiymətləndirməyə ehtiyac olduğudur. Xüsusilə çoxillik sahə təcrübələri; biokömürün yaşlanması; metalların yenidən həll olması; bitki tərəfindən alım; qida zəncirinə keçid; müxtəlif suvarma suları; biokömür–mikrobiom qarşılıqlı təsirləri; modifikasiya edilmiş və maqnit biokömürlərin ekoloji təhlükəsizliyi; regenerasiya; ikincil tullantı idarəçiliyi və real miqyaslı iqtisadi mümkünlük araşdırılması lazım olan sahələr kimi ön plana çıxır.

Buna görə tədqiqat biokömürü “tək funksiyalı adsorbent” olmaqdan çıxarıb material elmi, torpaq kimyası, bitki fiziologiyası, mikrobiologiya, tullantı su mühəndisliyi və dövri iqtisadiyyat arasında yerləşən sistem səviyyəli həll kimi qiymətləndirməyi təklif edir.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam orijinal tədqiqat adı: Biochar for soil and wastewater remediation: Heavy metals, organic–inorganic contaminants, and circular economy–driven sustainable agriculture

Müəlliflər, orijinal sıralama ilə: Khuram Shehzad Khan; Tajwar Alam; Abdul Waheed; Rizwan Azim; Muhammad Ahsan Asghar; Jairo A. Palta; Lingling Li; Taqi Raza; Muhammad Farhan Qadir; Rabia Manzoor.

Bərabər töhfə/bərabər birinci müəllif: Mənbədə bərabər birinci müəllif bəyanı yoxdur.

Məsul müəlliflər: Khuram Shehzad Khan, Tajwar Alam və Lingling Li.

Qurumlar: State Key Laboratory of Aridland Crop Science, Gansu Agricultural University; College of Agronomy, Gansu Agricultural University; College of Resources and Environmental Sciences, National Academy of Agriculture Green Development, China Agricultural University; Institute of Soil & Environmental Sciences, University of Agriculture Faisalabad; Institute of Hydroponic Agriculture, Pir Mehr Ali Shah Arid Agriculture University; College of Grassland Science, Gansu Agricultural University; Department of Biological Resources, Agricultural Institute, Centre for Agricultural Research, ELKH; The University of Western Australia, Institute of Agriculture & School of Agriculture and Environment; Biosystems Engineering & Soil Science, University of Tennessee; College of Natural Resources and Environment, Northwest A&F University; Institute of Soil and Environmental Sciences, PMAS Arid Agriculture University.

Mənbə növü: Strukturlaşdırılmış ədəbiyyat axtarışı ehtiva edən əhatəli icmal məqaləsi.

Jurnal: Farming System.

Cild / say / məqalə nömrəsi: Cild 4, Say 3, 100214.

DOI: 10.1016/j.farsys.2026.100214

Göndərim tarixi: 22 sentyabr 2025.

Revizə edilmiş versiya tarixi: 26 yanvar 2026.

Qəbul tarixi: 26 yanvar 2026.

Onlayn çıxış tarixi: 27 yanvar 2026.

Say tarixi: İyul 2026.

Rəyçilik vəziyyəti: rəyçilikdən keçmiş elmi jurnalda yayımlanmış icmal məqaləsidir.

Yayımçı: Elsevier B.V., China Agricultural University adına yayımlayır.

Rəsmi nəşr bağlantısı:ScienceDirect – rəsmi məqalə səhifəsi

DOI bağlantısı:https://doi.org/10.1016/j.farsys.2026.100214

Açıq çıxış və lisenziya: Məqalə Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY 4.0) lisenziyası altında açıq çıxış kimi yayımlanmışdır.

Maliyyələşmə: Tədqiqat Gansu Provincial Department of Human Resources and Social Security Postdoctoral Starting Fund tərəfindən GSAU-BH-2023-12 nömrəsi ilə dəstəklənmişdir.

Məlumat əlçatanlığı: Müəlliflər tədqiqat zamanı yaradılan və ya analiz edilən bütün məlumatların məqalənin içində olduğunu bəyan edirlər.

Maraqların toqquşması: Müəlliflər məlum bir maraq toqquşmalarının olmadığını bəyan edirlər.

Müəllif töhfələri

Khuram Shehzad Khan; orijinal qaralama, vizuallaşdırma, doğrulama, proqram təminatı, mənbələr, layihə idarəçiliyi, metod, araşdırma, formal analiz, məlumatların tənzimlənməsi və konseptuallaşdırmaya töhfə vermişdir. Tajwar Alam; orijinal qaralama, vizuallaşdırma, doğrulama, proqram təminatı, mənbələr, metod, formal analiz və konseptuallaşdırmada iştirak etmişdir. Abdul Waheed və Rizwan Azim əsasən gözdən keçirmə/düzənləmə, vizuallaşdırma, doğrulama/proqram təminatı və mənbə töhfələri vermişdir. Muhammad Ahsan Asghar gözdən keçirmə/düzənləmə, doğrulama və proqram təminatı; Jairo A. Palta gözdən keçirmə/düzənləmə və vizuallaşdırma; Lingling Li gözdən keçirmə/düzənləmə, vizuallaşdırma, məsləhətçilik, proqram təminatı və konseptuallaşdırma; Taqi Raza, Muhammad Farhan Qadir və Rabia Manzoor isə gözdən keçirmə və düzənləmə töhfəsi bildirmişdir.

Mənbə daxili uyğunsuzluqlar

Mənbədə qazlaşdırma temperaturu mətn və cədvəl arasında fərqli verilir: Bölmə 3.3-də 800–1200 °C, Cədvəl 1-də 700–1500 °C. Buna görə Verianla mətnində iki dəyər tək bir qəti aralığa çevrilməmişdir.

Bölmə 5.2-də florid bir nöqtədə “əsas toksik metallardan biri” kimi adlandırılır, eyni bölmədə isə F⁻ şəklində qeyri-üzvi anion kimi nəzərdən keçirilir. Bu terminoloji uyğunsuzluq mənbə mətnində mövcuddur.

Ədəbiyyat siyahısı ilə Cədvəl 2 arasında bəzi sitat uyğunsuzluqları da görünür. Məsələn, Cədvəl 2-də “Jian et al., 2020” düyü samanı ilə Pb²⁺ gideriminə bağlanarkən, məqalənin ədəbiyyat bölməsindəki Jian et al. (2020) qeydi örtük bitkilərinin qlobal kənd təsərrüfatı torpağı karbonu üzərində təsirinə dair meta-analizdir. Cədvəl 2-də PFOA sətrində verilən Gao et al. (2023) qeydi də ədəbiyyat siyahısında bisfenol S gideriminə dair başqa bir tədqiqat kimi listelenmişdir. Buna görə həmin cədvəl içindəki təkil sayısal dəyərlər bibliyografik qeydi müstəqil olaraq yoxlanmadan qəti müqayisəli sübut kimi istifadə edilməməlidir.

Əsas metodoloji və elmi sərhədlər

Bu tədqiqat yeni biokömür təcrübəsi, sahə sınağı və ya tullantı su arıtma pilotu aparmır; əvvəlki tədqiqatların nəticələrini sintez edən icmaldır. Buna görə verilən giderim faizləri, adsorpsiya tutumları, məhsul verimi dəyişiklikləri və iqtisadi göstəricilər müxtəlif xammallardan, torpaqlardan, çirkləndiricilərdən, dozalardan və eksperimental şəraitlərdən gəlir.

İcmalın əsas elmi xəbərdarlığı xüsusilə vacibdir: biokömürlə ağır metal immobilizasiyası metalın ətraf mühitdən tamamilə uzaqlaşdırılması deyil. Uzunmüddətli yaşlanma, pH/redoks dəyişiklikləri, su rejimi, bioloji fəaliyyətlər və ya kənd təsərrüfatı əməliyyatları daha əvvəl immobilizə olmuş metalların yenidən hərəkətlənməsinə səbəb ola bilər. Buna görə laboratoriya nəticələrinin real tarla və ya tam miqyaslı tullantı su sistemlərinə köçürülməsi uzunmüddətli sahə doğrulaması tələb edir.

Bu Verianla məzmunundakı elmi mexanizmlər, dəyərlər və nəticələr incələnən tədqiqata əsaslanır. Xarici mənbələrdən yeni eksperimental nəticə və ya mexanizm əlavə edilməmiş; xarici doğrulama yalnız nəşr kimliyi, jurnal və rəyçilikdən keçmişk məlumatlarının yoxlanması üçün istifadə edilmişdir.