英国の農業土壌におけるケイ酸塩および炭酸塩の添加の範囲の風化の強化

Enhanced Weathering（EW）は、農地でのケイ酸塩および/または炭酸塩の風化を促進することを目的とする二酸化炭素除去（CDR）技術です。現在、EWからのCDRの割合と大きさは不確実なままです。この研究では、オックスフォードシャーの典型的な英国の農業サイトから抽出された土壌コアを使用して、野外条件をシミュレートしながらEWの有効性を地球化学的に評価しました。6つの材料の「処理」は、50 t ha-1に相当する速度で土壌コアに適用されました：農業用石灰（農業）、玄武岩、セメントki塵（CKD）、かんらん石、鋼鉄のスラグ、火山灰。さまざまな化学測定を使用して、溶解速度、溶解産物の運命、および治療のCDRの潜在的および環境への影響を制限しました。単一のアプリケーションの後、CDRレートは順序で減少しました：スチールスラグ（20±4 kgco2 ha-1 yr-1）> ckd（16±4 kgco2 ha-1 yr-1）>玄武岩（5±3 kgco2 ha-1 yr-1）>火山灰（3±3 kgco2 ha-1 yr-1）>農業（2±1 kgco2 ha-1 yr-1）> olivine（0±2 kgco2 ha-1 yr-1）。そのドローダウンの可能性にもかかわらず、鋼のスラグの添加は、土壌中の重金属の溶存濃度を上昇させたため、鋼鉄のスラグの添加は推奨されません。CKDアプリケーションは、この材料が利用できるため、制限されます。農業土壌の制限は通常、CO2の供給源と見なされますが、この研究は、いくつかの英国の土壌条件でCDRを引き起こす可能性があることを示しています。このサイトからより広い規模への外挿は、英国の農地を介した10年間の玄武岩の適用が1.8±0.9 MTCO2 YR-1を除去できることを示唆する最近公開された研究の結論をサポートしています。この研究で観察されたCDRの発生率が低いことを考えると、EWは、少なくとも炭素摂取を超えた共同ベネフィットがあるSEイングランドに共通する土壌および気候条件では、価値があると思われます。

Enhanced weathering (EW) is a carbon dioxide removal (CDR) technology which aims to accelerate silicate and/or carbonate weathering in agricultural land. At present, the rate and magnitude of CDR from EW remains uncertain. In this study, soil cores extracted from a typical UK agricultural site in Oxfordshire were used to geochemically assess the efficacy of EW while simulating field conditions. Six material "treatments" were applied to soil cores at a rate equivalent to 50 t ha-1: agricultural lime (aglime), basalt, cement kiln dust (CKD), olivine, steel slag, and volcanic ash. A range of chemical measurements were used to constrain the rate of dissolution, fate of dissolution products, and the CDR potential and environmental impact of treatment. After a single application, the CDR rates were, in decreasing order: steel slag (20 ± 4 kgCO2 ha-1 yr-1) > CKD (16 ± 4 kgCO2 ha-1 yr-1) > basalt (5 ± 3 kgCO2 ha-1 yr-1) > volcanic ash (3 ± 3 kgCO2 ha-1 yr-1) > aglime (2 ± 1 kgCO2 ha-1 yr-1) > olivine (0 ± 2 kgCO2 ha-1 yr-1). Despite its drawdown potential, steel slag addition is not advised because application raised the dissolved concentration of heavy metals in the soil. CKD application will be limited due to availability of this material. Liming of agricultural soil is normally considered a source of CO2, but this study indicates liming could cause CDR in some UK soil conditions. Extrapolating from this site to a wider scale supports the conclusions of recently published research which suggests 10 years of basalt application over UK cropland could remove 1.8 ± 0.9 MtCO2 yr-1. Given the low rates of CDR observed in this study, EW is only likely to be worthwhile, at least in soil and climate conditions common to SE England, where there are co-benefits beyond carbon uptake.