Agricultural pollution mitigation using iron-enriched biochar

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Researchers can gain a comprehensive overview of Fe-BC's mechanisms and identify research gaps.

🏢実務担当者:Practitioners in agriculture and waste management can explore Fe-BC for soil amendment and pollution control.

🏛政策担当者:Policymakers can consider Fe-BC as a tool for achieving carbon neutrality and reducing agricultural runoff.

抄録 農業汚染は、人新世における最も深刻な環境問題の一つであり続けている。その原因は、過剰な栄養塩、重金属、農薬、および新興汚染物質を陸上および水域の生態系に放出する集約的農業慣行にある。鉄強化バイオ炭（Fe-BC）は、熱分解中または熱分解後に鉄を添加して製造される炭素-rich材料であり、バイオ炭の自然な物理化学的特性と鉄の酸化還元反応性および汚染物質結合能を組み合わせた有望な解決策として浮上している。本詳細レビューは、Fe-BCに関する最近の研究を、その製造、汚染物質削減能、実世界の農業環境における性能、および持続可能な農業における役割を含めて検討する。Fe-BCは、表面錯体形成、沈殿、および酸化還元反応を通じて有毒重金属（Cd、Pb、As、Crなど）を不動化する顕著な能力を示す一方、配位子交換および静電相互作用を通じて窒素とリンの保持を助け、それにより富栄養化を低減する。さらに、Fe-BCはフェントン様反応を介した難分解性有機汚染物質の分解を促進し、電子伝達を促進することで微生物分解を強化する。汚染低減に加えて、Fe-BCは土壌健全性を改善し、保水性を高め、作物収量を増加させ、炭素貯留と温室効果ガス排出削減を通じて気候変動緩和に貢献する。しかしながら、製造コストの最適化、さまざまな環境間での性能差の管理、潜在的な生態リスクの評価、標準化された規制の確立、および長期圃場試験の実施を含む課題が残っている。本レビューは、最近の進展を強調し、主要な知識ギャップを特定し、材料設計、環境挙動、農業慣行、および政策に関連する研究優先事項を示唆する。学際的研究と世界的協力への的を絞った投資により、Fe-BCは、世界中の持続可能な農業、循環経済、および環境回復のための主要技術となる可能性を有する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

ABSTRACT Agricultural pollution remains one of the most serious environmental issues of the Anthropocene, driven by intensive farming practices that release excess nutrients, heavy metals, pesticides, and emerging contaminants into land and water ecosystems. Iron-enriched biochar (Fe-BC), a carbon-rich material produced by adding iron during or after pyrolysis, has emerged as a promising solution that combines biochar's natural physicochemical properties with iron's redox reactivity and pollutant-binding capacity. This detailed review examines recent research on Fe-BC, including its production, pollutant-reducing capabilities, performance in real-world agricultural settings, and role in sustainable farming. Fe-BC shows a remarkable ability to immobilize toxic heavy metals (such as Cd, Pb, As, Cr) through surface complexation, precipitation, and redox reactions, while also helping to retain nitrogen and phosphorus via ligand exchange and electrostatic interactions, thereby reducing eutrophication. Additionally, Fe-BC promotes the breakdown of persistent organic pollutants via Fenton-like reactions and facilitates electron transfer, thereby enhancing microbial degradation. Beyond reducing pollution, Fe-BC improves soil health, increases water retention, boosts crop yields, and contributes to climate change mitigation through carbon storage and lowered greenhouse gas emissions. However, challenges remain, including optimizing production costs, managing performance differences across various environments, evaluating potential ecological risks, establishing standardized regulations, and conducting long-term field studies. This review highlights recent advances, identifies key knowledge gaps, and suggests research priorities related to material design, environmental behavior, farming practices, and policy. With targeted investment in cross-disciplinary research and global cooperation, Fe-BC has the potential to become a key technology for sustainable agriculture, a circular economy, and environmental recovery worldwide.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2026.101258first seen 2026-06-17 04:43:51 · last seen 2026-06-17 07:07:08