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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸
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: \8 \5 G" ~9 w' Q; p) ?腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。
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1、腐殇酸的分类# D2 E! d% e" t6 |
$ B3 Q8 r7 f! S" S3 I, {腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。+ n3 `' ^+ J. {+ u4 M5 `/ x
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9 L( }/ T0 c k: A& t$ q富里酸一一是一类水溶性的小分子腐殖酸,在土壤中有较好的扩散性和渗透性,可被植物直接吸收利用;/ l' z$ Y, ?9 f/ M t) e" p
* j' W! \4 ^4 k' v胡敏酸一一是一类非水溶性的大分子腐殖酸,化学结构相对稳定,在土壤中的迁移性较差,不能被植物直接吸收利用,但在固定、储存营养元素、改善土壤肥力等方面发挥着重要功能。. J1 h# f3 v S) n
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2、腐殖酸在地球化学中的重要性
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$ H _& W7 @! t X( o9 |>在碳循环中,腐殖酸是动植物残体回归自然生态系统的中间介质,是能量交换的载体,也是化石能源(煤、石油、天然气)形成的前驱物。7 y6 k# E: L$ {& @. }4 E
) r# t$ A, Z* H& d* v>污泥的稳定化过程是模仿自然过程,用工程化手段实现了微生物残体、有机物向腐殖酸的转化,促进了腐殖酸在地球化学中的碳循环。- U H a: A+ }3 y9 s
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# D- g& P& M4 N! u: q) T/ {注:
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东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;4 w5 i$ c5 _7 V# U5 j
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;) A4 {" L5 t5 K) O. q% E6 F
稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。
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这些有机质、腔殖酸、微量营养元素、多种氨基酸和酶类等,能起到改良土壤的作用,有更要的土地利用价值。+ o7 J6 D: K/ i4 @- J0 W x( J) E
( _2 h4 b" |/ b& S0 M" j3、腐殖酸对土壤生态系统的作用1 X( H8 ]4 v+ V- E+ @0 I6 \
3 M0 B" }0 O7 A0 W" v/ Q2 H>土壤结构的稳定剂:腐殖酸的胶体性能能改善土壤的团粒结构,使土壤吸水量增大,透气性增强,空隙度和持水量增加,有助于提高土壤的保水、保肥能力,从而改善作物的土壤环境。
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>土壤的改良剂:腐殖酸含有较多的活性基团,盐基交换容量大,能够吸附土壤中更多的可溶性盐,同时阻碍教大数量的有害阳离子,降低土壤盐浓度和酸碱度,从而改良盐碱土壤。
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( e6 c/ Q w$ R1 E- b* S, O>重金属的国定剂:脱殖酸含有多种类的活性基团,与重金属离子、放射性核素以及芬香化合物等物质发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种物理化学反应,对转化和降解污染物,净化土壤环境起重要作用.5 H' b+ s( _7 @' [9 I, k& M7 S$ Y/ M
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>微量元素的溶解剂:腐殖酸可以与中、微量元素发生螯合反应,生成溶解性好、可被植物吸收种利用的螯合物,从而有利于植物对其吸收和利用.
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. F9 i/ l# H; e0 x: G) t$ p' Z6 }) U& B>植物养料的仓库:腐殖酸能激活土壤酶从而加速微生物的生长,加快有机氮的矿化,减少氮的流失,也促使天然磷矿石的分解,增加可溶性磷,也能够吸收和储存钾离子。
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9 f: M" x" P& q4 a* T( V>固氮的载体:腐殖酸上的羟基(COOH)中的H+可以被NH4+取代,或醌基与氨发生加成反应,使土壤中易流失的游腐氨保留下未.
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>土壤微生物的栖息地:腐殖酸的水溶性腐殖酸可作为碳源被土壤微生物物直接利用。% ?7 k( l, J% Y$ D
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污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素
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# U7 [6 }2 {. T% \- |元素分析显示:
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9 b/ n/ g. R+ `- [' Q4 _# e>稳定化过程主要是碳元素和氨元素的转化,由有机态向无机态转化,由固态向气态转化,而磷和钾主要是富集;
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- d3 K, H9 w( Q>沼渣经板框脱水后,钾元沐流失严重,磺元紧流失林对少,推测钾元紧主要存在于液林中,磷元素要存在于固林中;. x* k j, e7 A% X- O
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>稳定化处理产物的养分含坤(以N+PoOs+KoO计)在7.5%~13.5%,远高于污泳农用和园林利用标准(氨磺钾合蛎>3%)
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8 E3 H/ e+ F* \) e. a; F% |污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物9 O+ L2 C! v2 C M9 J
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小妻试验田:以厌氧消化处理产物作为生物炭土,与黄土1:1混配种植小妻
6 I" g& C$ `+ I实验组(左):施用生物炭土的小麦地: Y: k/ l4 h# u. O; ^
对照组(右):施用复合肥的小麦地
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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物+ Y4 E8 b% D* O# V8 Q' Z1 T/ I" N
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实验组优势真菌:未分类的真菌/ P. n4 f7 L1 p: }0 M
' |& Q- ]. z8 \* }对照组优势真菌:被孢霉菌、镰刀菌、明梭孢菌、漆斑菌、头梗霉菌(植物病原菌或动物病原菌)
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& t& i) `$ X( V0 }! h# f* E$ N1 G不稳定态:会影响酶的活性和微生物群落的生长,还会被植物吸收富集;
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; F1 H$ X8 G1 _0 p5 f稳定态:在自然界正常条件下不易释放,能长期稳定在沉积物中,不易为植物吸收。' m1 z' ]# `/ q( l9 D
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在厌氧消化过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性较差;重金属的形态分布与种类、基质、反应条件等环境因素有关。
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& b7 g% K+ ]8 I1 C- B' e. m) B在好氧发酵过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性相对较差,这与厌氧消化的规律相似。
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1、充分认识污泥处理产物的双重属性5 h$ m0 s. O5 p% ]: V* o" W
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产物的资源化利用是终极目标# Q1 g& z2 ?( X& S/ q
) Z. S1 M0 D( Y/ h0 I. {, ]4 I r1 v: K资源化利用的前提是稳定化处理, A" n0 T v3 u+ o& F' l0 l9 F
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用资源和污染属性进行双重评价,选定合理的技术路线
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污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。2 R) x! k8 C) I/ o* Y7 ?' L
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2、正确理解重金属的限值9 ?# ^9 `; M, @. |, @
0 _, e9 m* u! F4 B# G我国的泥质标准存在如下问题:
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一一除农用外,园林、土壤改良和填埋,水泥焚烧重金属限值基本一样# C3 Y, e. i6 C# Y1 r; P6 p
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一一超标就没有办法了?
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3 n! u! n+ Z: E' ^0 `* l一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。
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一一稳定化处理后,污泥形态发生了变化,重金属含重也发生了变化,标准值返有用吗?
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一一用重金属总命值不合理。
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# A- ~1 z. U( z" y* p# u% ^5 ~一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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) m' ]8 L) u$ ^8 d4 B1 y3、创新污泥处理产物土地利用的方式, a8 i! G9 q* ~* b b" u
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>没有创新的处置方式,好氧发酶、厌氧消化后的产物士地利用是一句空话。+ [. r0 e9 L X
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>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“1 |1 f, C8 K) A' d }
“治理污染,重在循环,赢在循环“
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* M' K8 [2 x4 `>资源化利用不仅表现在对当地生态文明建设提供了直接的支持,而旦在循环中嬴得了良好的经济效益;3 Q5 P6 ]2 m; E
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>在经济上实现赢,就为污染治理持续进行、有效进行提供了机制上的保障;- z. |% K: }2 v, P7 Y* X0 ?1 W! L
7 ]6 a6 J: v* D. w>从循环中得益,也就促成了治污的良性循环,让污染治理不再被动,而是走向主动。, k/ c: S" b# J9 O
, v) p) ~4 V& X8 `- M2 n9 v
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