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?3 z- z& ?6 U4 Y' U4 R5 j" d5 X污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸( ]* s! f& b/ C1 @% Q: q
4 ~8 A% t7 V' c1 a+ @+ ^( x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
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7 ` f9 \- B2 I% n: L: T0 k腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。) r4 Z5 Z* Y2 w) k8 N/ d) P
5 t$ I0 n, {; g: C! {/ A
8 ] @$ }( \; H* K5 g% s
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7 U: y' d4 g: j, ~, L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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1 m k( W8 C9 J2 a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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4 X$ I3 D! B; p9 i2 k3 T2、腐殖酸在地球化学中的重要性
3 l- S' u7 y9 X% U X- T. C" m4 {5 ?9 w; Z5 E- J
>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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- l. a* P$ J4 H& A+ P( R>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。
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( C7 I9 P( L" @% c8 R3 M' _% x u' v" W- s5 U; L! e
注:
$ g' W* R8 c" M' W# m5 M( `2 d0 D& z' i/ z2 T. |
东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;5 V: v0 J6 A* |
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
( V% N8 k) H1 t稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。3 G7 P Y) q9 S: x
5 O7 y- F' \3 z* D" P+ [* y! S
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。. F/ m4 f$ s. O: G
% e4 H5 d3 e( b- q& h% Z* L5 ~3、腐殖酸对土壤生态系统的作用# N; _, O; K& R4 c# J
; J: H, [5 w) ~3 ]
>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。% u! E- o5 J, o
& @ |: h K* F>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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>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./ ~3 q* K3 ]% a# K$ z* x: J* G
, | S) s( O9 R, g7 I>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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>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。9 n; f, U9 m& q
D1 }6 A% u" r L$ E6 C. F* U>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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- A+ _, X9 k; B6 B& ~; A>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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3 a" I* r# u, J0 B4 `>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;9 {. f0 E ^- ]( f3 l
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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%) ~1 Y5 f$ V. _5 g0 b0 S0 s
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: `) f" e6 A& x: C) `6 u2 O污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物0 I3 E$ W+ T' T& j" |( S/ Q
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2 m4 |9 f1 |, T6 Q+ _! X! z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, r3 ], V8 i! U
实验组(左):施用生物炭土的小麦地
0 n. g& _& f9 k8 V0 ?对照组(右):施用复合肥的小麦地
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9 W, y; c- D" a. X1 R! I1 I
1 ]3 r, P* t: d- e* N污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物3 p6 M, E" D+ L4 z4 a" S
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实验组优势真菌:未分类的真菌 h8 b7 x3 x/ K
~/ z- E0 C P/ G o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)" K# V1 |# d/ n" X% o/ @
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7 n; l6 r3 ^- l+ e* r& t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;2 |' A1 u: x% Q1 C* u3 V
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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。* b# i8 ~: f' V* o* b# U
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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。+ {9 ^0 |' a7 V. M
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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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n; j! a6 X8 f6 w% \7 `5 R1、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
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5 L! y# y* r# Y7 X+ o5 T8 T a5 h资源化利用的前提是稳定化处理
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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4 `) O0 [, q: b4 b; |' c
. U' n. E1 B4 B/ \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( ?9 `4 U: ^2 \2 a7 B
9 u7 i! [, ] w+ h# v我国的泥质标准存在如下问题:; i2 B1 A) c0 B! d
) G* w4 Y, Z5 G" I5 x7 x+ e w, `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- ?( j; h7 |- d
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一一超标就没有办法了?1 Y. r7 F. u/ U1 X$ h( X; `7 U
) Z5 j4 L( k+ b+ L( c. m一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。- z) I5 X* A3 o8 {5 N: U' D% T' p) I
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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?3 E: h: e, W5 y
5 G9 d9 y! ^, Z. ?; H" j一一用重金属总命值不合理。9 ]8 i! e( K" d
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一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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- C! ~2 A% C5 _- r4 b; Y3、创新污泥处理产物土地利用的方式- F h' o/ o: [! _9 k) s) O" r& p# b
/ N( B0 G; K: V! v% ?* o>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。. G: Z9 f7 B6 s S: [ G- i. E
9 I, e) L* O7 X* I6 W>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“
. D5 q& j- F& q- G' @+ X“治理污染,重在循环,赢在循环“; R a/ T/ S r/ p3 W+ Q
/ G4 h' `& X1 e( h$ O1 L9 R R>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; b% ~4 ]. z( G4 D
Q7 p+ P: j" S% @8 ~/ q>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;/ M1 A8 H9 P/ ~' @
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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。6 b" W6 ~# [7 M, K, e/ ?9 V/ K4 p& m
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