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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸; M7 M3 i, O; H. z) }0 y
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腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。) @5 `. x* d" r" E% J+ b
) y3 Y6 v$ A( q1、腐殇酸的分类
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腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。
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' z) E1 u8 x( ]/ ~7 A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;
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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。
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2、腐殖酸在地球化学中的重要性) l1 d% V0 y M: E
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>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。
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, z) C' m+ B) Z: S* G>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。0 B! U* x" j; t' X5 @# d
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注:
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+ N8 v7 r( J9 z; t+ q6 G东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;
8 ?: Z0 f2 j3 F- L" }一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;/ ]; i0 X% G& w* X
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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: \& D/ } V, Y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。$ U; K$ d6 f: O/ r. x9 D( x
2 @# j, k6 L4 q, K5 s3、腐殖酸对土壤生态系统的作用; |2 f# U' r6 V$ H
9 ]4 H1 M/ ?7 K( N0 C! e' N6 W>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。" \! z7 F1 X. e$ D2 X
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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。8 H! H5 L- k, _
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>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.
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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. ]. p4 P, ]( j. c+ Q
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>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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>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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2 _( K C" M. c7 L1 _>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。
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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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元素分析显示:
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>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;! a; q2 a& f8 j
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>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;
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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%)3 ?+ {5 s6 T! W+ h# U
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2 _! Y1 _. N) K- r0 C% e9 E5 ~污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物$ N4 L" |8 I/ X! X6 h3 U( K) l# K l
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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' k/ @( g6 L- X5 X
实验组(左):施用生物炭土的小麦地
/ r' P1 c2 r4 x; A/ z对照组(右):施用复合肥的小麦地
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- D8 ^9 f7 g o" V: u, {污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物5 f" N1 F1 {) `8 T
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实验组优势真菌:未分类的真菌5 Z* t P0 D" |$ v3 Y
5 r1 e# ]* O; W/ b% [5 T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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) f. Z# `( y/ g# G3 U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;7 x8 H3 H7 D6 h
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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。5 C& i! T2 ^# K# T8 n) f
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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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% }- B2 j( d% A7 m( \- J6 [' f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
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产物的资源化利用是终极目标( K; S) S0 u; T; Q
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资源化利用的前提是稳定化处理
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! @& g* n2 m4 b5 {& e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。
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2、正确理解重金属的限值3 n* g4 \5 m( M0 j; b0 P P
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我国的泥质标准存在如下问题:
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* Y: p& R" Q# x2 P7 L% a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: Z2 _6 I7 }; a: Z
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一一超标就没有办法了?
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! P# m3 @8 }8 {) F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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% l/ x' Z& d5 ?. \0 k) k+ G! q一一用重金属总命值不合理。2 ?$ E) K5 j5 C2 `" Y
# |& ^; C1 j Q$ L+ d一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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3、创新污泥处理产物土地利用的方式
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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。6 t3 ]% w9 t" b* ^* I; t& g
! u8 G+ h& H: R& J8 n$ S7 B>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“5 y4 x( H; w1 r7 P( y! t
“治理污染,重在循环,赢在循环“
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>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;% w5 b5 q# g1 X2 ?
3 @' n6 s0 k: g% ]
>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;
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>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。) g1 V- N, L& o1 c3 U2 z
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