Influence of activated charcoal amendment to contaminated soil on dieldrin and nutrient uptake by cucumbers

Hilber, Isabel; Wyss, Gabriela; Mäder, Paul; Bucheli, Thomas D.; Meier, Isabel; Vogt, Lea; Schulin, Rainer

doi:10.1016/j.envpol.2009.04.009

Cited by 50 publications

(35 citation statements)

References 30 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Inputs of amorphous carbons (Guo et al 1991; Martinez-iñ igo and Almendros 1992; Sluszny et al 1999) and condensed carbons (Guo et al 1991) have been demonstrated to increase the capacity of soils to absorb pesticides. Furthermore, AC has been found to reduce dieldrin uptake by cucumber (Hilber et al 2009;Hashimoto 2007) and heptachlor epoxide uptake by pumpkin (Murano et al 2009). However, AC is usually more expensive than biochars.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Suppressive effect of soil application of carbonaceous adsorbents on dieldrin uptake by cucumber fruits

Saito

Otani

Seike

et al. 2011

Soil Science and Plant Nutrition

View full text Add to dashboard Cite

The use of aldrin and dieldrin as pesticides was prohibited in 1975 in Japan. However, some of the soils still remain contaminated with dieldrin, because aldrin is easily oxidized to dieldrin and dieldrin is extremely stable in soil. In recent years, dieldrin at concentrations exceeding the limit set by the Food Sanitation Law of Japan (dieldrin < 0.02 mg kg -1 fresh weight) has been detected in cucumber fruits produced in some areas of Japan. We examined the effect of the soil application of selected adsorbents on reducing dieldrin concentrations in cucumber fruits in three steps of pot experiments. Among the three types of biochar made from wood chip, rice husk, and bamboo, wood chip charcoal was found to be the most effective (pot experiment 1). The effect of wood chip charcoal was enhanced by high-temperature burning and crushing (pot experiment 2). However, the effect of activated carbon was superior to that of optimized (hightemperature-treated and crushed) wood chip charcoal (pot experiment 3). Therefore, activated carbon was selected as the most effective adsorbent. The effect of activated carbon to reduce dieldrin concentrations in cucumber fruits was confirmed in a field experiment, and the effect continued to a certain extent for at least four years after the application. We calculated the cost of activated carbon necessary to maintain a sufficient suppressive effect in the field, and this cost would appear to be acceptable to cucumber farmers. Consequently, application of activated carbon to dieldrin-contaminated soils can be considered a promising practical technique for reducing dieldrin concentrations in cucumber fruits.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Further, some reports have suggested that activated carbons (ACs) are effective in suppressing dieldrin uptake by cucumber (Hashimoto 2007;Hilber et al 2009). Cucumber farmers consider that AC is relatively expensive compared with those of biochar such as wood chip charcoal.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Suppressive effect of soil application of carbonaceous adsorbents on dieldrin uptake by cucumber fruits

Saito

Otani

Seike

et al. 2011

Soil Science and Plant Nutrition

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…A bioszenek csökkenthetik a nehézfémek mobilitá-sát (HUA et al, 2009;FELLET et al, 2011), és egyben alkalmasak a szerves szenynyezők (pl. növényvédő szerek) megkötésére, ami környezetvédelmi irányú felhasználásukat lehetővé teszi (HILBER et al, 2009). Ugyanakkor ez utóbbi növény-védelmi szempontból kedvezőtlen hatást jelent.…”

Section: A Bioszén Hatása a Talaj Tápelem-tartalmáraunclassified

A bioszén felhasználásának lehetőségei a talaj tápanyag-utánpótlásában – Szemle

Rékási

Uzinger

2015

Agrokem

View full text Add to dashboard Cite

A bioszén anyagában a tápanyagok három jellemző, hasznosulási sebességüket meghatározó formában lehetnek jelen. A hamu frakcióban lévő elemek gyakorlatilag azonnal, a labilis frakcióban lévők a mineralizáció után heteken, hónapokon belül, míg a perzisztens frakcióban lévők csak évszázadok során szabadulnak fel. A frakciók aránya a bioszén előállítási körülményeitől függ, így ezek alapvetően befolyásolják a végtermék tápanyag-szolgáltató képességét. A foszfor és a kálium mindhárom frakcióban megtalálható, így a bioszén ezen elemek közvetlen forrása lehet a talajban. A nitrogén viszont csak a labilis és a perzisztens frakcióban található meg — koncentrációja a hamuban gyakorlatilag nullának tekinthető –, így a bioszén saját N-tartalmából növénytáplálási szempontból csak a labilis frakcióban lévő vehető számításba rövidtávon. Ezt figyelembe véve a bioszén alkalmazása mellett a nitrogén más forrásból történő pótlása szüksé-ges. A bioszén azonban nem csak közvetlenül, saját tápelem-tartalma folytán, hanem közvetetten a talajtulajdonságokra (pH, kationcsere-kapacitás, vízgazdálkodás, stb.) és a mikrobiológiai folyamatokra gyakorolt hatása révén is befolyásolja a talaj táp-anyag-szolgáltató képességét. A közvetlen és közvetett hatás a tápanyagok felvehe-tősége szempontjából gyakran ellentétes irányú. A bioszénnel bevitt elemtartalom révén a talajban mért összes mennyiség megnőhet, de a fokozottabb tápelem-megkötő képesség miatt a könnyen felvehető, vízoldható mennyiségek lecsökken-hetnek. A két hatás eredője határozza meg, hogy egy adott elem felvehetősége javul-e a talajban. Hosszú távon azonban csakis a közvetett hatásokkal számolhatunk, így a bioszén alkalmazásánál ezeket szem előtt tartva kell mérlegelni és dönteni a felhasználásáról. A bioszén olyan mértékű alkalmazása, hogy az a Föld klímája szempontjából befolyásoló tényezőként jelentkezzen, egyelőre meglehetősen távolinak tűnik. A talajjavítási, tápanyag-utánpótlási szerepkörben azonban érdemes a bioszénnel foglalkozni. Az intenzív növénytermesztés során a bioszénnel történő tápanyag-utánpótlás nem biztosítható, de a konvencionális trágyaszerekkel együtt alkalmazva hasznos adalékanyag lehet, mivel azok hatékonyságának fokozása mellett talajjavító hatása is érvényesülni tud. A bioszén ezáltal a mezőgazdasági termelésben hosszú távú előnyöket biztosíthat.

show abstract

“…Of the papers reviewed here, these are the only publications which describe the application of AC in the fields. In soil laboratory studies, AC was either mixed by glove protected hands (Hilber et al, 2009b), with a stainless spoon (Rhodes et al, 2010), by rotary shaker (Yu et al, 2009), or by shaking incubators (Choi et al, 2007). Again, quite a few papers do not elaborate on their amendment technique at all.…”

Section: Methodological Aspects Of Ac Amendmentmentioning

confidence: 99%

“…However, elevated AC concentrations may potentially influence the physical and chemical characteristics of soils and sediments, such as the physical (clogging) or chemical (hydrophobicity) alteration of soil pores, water permeability , pH (Rydrych, 1985;Berglund et al, 2004), redox conditions, etc. Further, it may lead to decreased nutrient availability for plants (Lehmann et al, 2003;Berglund et al, 2004;Hilber et al, 2009b), benthic (Jonker et al, 2009) and soil organisms, or to the release of pollutants originally bound to the amended sorbent like heavy metals or organic pollutants (Jonker and Koelmans, 2002). Another yet largely unanswered question is the one about AC stability in soils and sediments .…”

Section: Factors Potentially Reducing the Efficiency Of Ac Amendment mentioning

confidence: 99%

Activated carbon amendment to remediate contaminated sediments and soils: a review

2013

Global NEST Journal

View full text Add to dashboard Cite

Activated carbon (AC) amendment for reduction of contaminant exposure in polluted soils and sediments has recently emerged as a promising remediation technique. Here, we provide a short overview of the state-of-the-art in activated carbon (AC) amendment to such sites. Most studies not only in sediments but also in soils were carried out in the laboratory and only a few in the field. Consequently, practical experience at the field scale is largely lacking, and feasible engineering approaches for AC amendment still need to be developed, especially for soils. The effectiveness of the AC treatment was evaluated by comparison of pollutant concentration reduction in the various endpoints with those in the unamended control matrix. Endpoints in use comprise pollutant concentrations in benthic organisms, depletive and non-depletive methods to quantify pollutant exposures, as well as various toxicity endpoints of plants. Half of the studies in soils and 68% of the studies in sediments showed reduced pollutant availabilities of >50% after AC amendment. Observed low reductions (<50%) might be due to low exposure time, insufficient equilibrium time for coke breeze, biochar, and granulated AC, overload of AC material, different uptake pathways of benthic organisms, and pollutant reductions outside the dynamic range of toxicity endpoints. Further research is needed to establish ideal AC amendment conditions to sediments and soils, leading to significantly reduced pollutant bioavailability.

show abstract

Influence of activated charcoal amendment to contaminated soil on dieldrin and nutrient uptake by cucumbers

Cited by 50 publications

References 30 publications

Suppressive effect of soil application of carbonaceous adsorbents on dieldrin uptake by cucumber fruits

Suppressive effect of soil application of carbonaceous adsorbents on dieldrin uptake by cucumber fruits

A bioszén felhasználásának lehetőségei a talaj tápanyag-utánpótlásában – Szemle

Activated carbon amendment to remediate contaminated sediments and soils: a review

Contact Info

Product

Resources

About