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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸2 d! Z( [2 H$ r1 O: g& E
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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。7 G9 ^: [+ o+ ]3 j3 u% c
3 F! O+ x: x$ D, N; b* e N1、腐殇酸的分类+ H& ^6 Q+ j% e2 I2 L4 m
7 o) a) J& u0 d) |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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* c4 z3 u0 W+ c$ }. i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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- D; y" l0 v$ o$ }, o2 t2、腐殖酸在地球化学中的重要性, Y( L% {; O4 k! ~! K6 D( G
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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。 [9 S# `" J2 w4 @
( N. F; D' v: @7 k4 h4 J, D>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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注:
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东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;
, ? A$ \9 Y( H) {; ?! [: y) l一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
~! p" p( v4 j6 H6 A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。. [2 ?- I S& D6 J# o( d* g u
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3、腐殖酸对土壤生态系统的作用% T- J& Q0 Q9 Z8 Z' N
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>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。: s0 o, X* P0 ~8 f7 K
1 E3 t% D! S! u d3 p. d>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.# \ u `4 R: ~% V
1 f8 K. {0 }2 g% s
>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.; |% ^. v6 J9 f
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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。+ `6 Z! U5 _8 A: p9 [
0 Y7 ], ?7 ?" I# Y( f+ b>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.! S0 M7 M8 e5 c" P2 J: U
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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。% |) x* y$ }- r: m+ V/ o
$ L/ g2 b4 ^# _+ X污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素6 g. x6 R, Q5 [; R
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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;
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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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2 W2 _; M# I5 y: n3 U0 e: x8 k f>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%). h$ Z$ _! i& Q# H3 z
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6 H- D7 E# p* t. H! m. K污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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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" l% r3 e( r7 a8 \8 H5 l% [" }5 ~
实验组(左):施用生物炭土的小麦地' X* U8 p2 x6 f8 x Z% K
对照组(右):施用复合肥的小麦地
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. {0 W' _' q# p% q+ L# M& C) q污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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5 x# F6 z8 H0 _8 P2 N1 ^8 ]" B+ n实验组优势真菌:未分类的真菌
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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)2 D' O2 w. B$ y F8 w
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( h0 V& \6 I6 P h3 @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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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。
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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。& P6 {. o: H+ A) k; T
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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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4 d0 r+ e4 M: O/ A7 Q; B$ r$ R$ F+ C1、充分认识污泥处理产物的双重属性4 ?, a$ ^: P/ v
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产物的资源化利用是终极目标' m# \8 t' J" Z( L
, k- G L3 h" k3 C# I. u资源化利用的前提是稳定化处理4 `; b' R( f9 E/ J4 J1 V
( {8 D8 V" A5 \) L6 C用资源和污染属性进行双重评价,选定合理的技术路线; u" }' l" e* ^9 q" Q
9 ~) V+ |' Q$ i& K" X. R$ x* s污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。/ \$ ^( i# R7 R3 y
" ~/ j- p) U: x2、正确理解重金属的限值- ?* R( P2 [$ z5 X
2 T0 Y" T0 U0 S( `! Z2 [6 U3 \我国的泥质标准存在如下问题:0 Q5 K. D5 o& o/ a# c6 z3 T
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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9 ^% M [, K1 @5 D8 a' e
1 v$ ?1 w' ^+ `一一超标就没有办法了? ~" {* v V% p$ ^
2 G, W6 \6 `/ P6 Y' T2 Y {一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。$ ~+ Q, I- O2 l( K, Y9 l# A3 t
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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?- r: v9 z# a$ R/ I3 ]2 }
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一一用重金属总命值不合理。
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3 q: L: P+ m. [4 m9 n& U2 q一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。& k# a! D( @8 f4 @) m
$ p0 I/ h5 X; Z) x5 l' s3、创新污泥处理产物土地利用的方式, @6 T Y* D/ U3 G4 K8 T9 t: k. p. y9 [
2 ~3 S: G; U2 B& w- |+ G, L/ }& M>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。
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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“- p* u- i4 |4 T4 n
“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;) N% d) k* m$ i# \/ a$ I
# n5 x* V/ `' o* _>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;3 S) r$ s! v ~+ \+ |8 ]
4 S3 `1 X6 ~# J
>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。/ a, ]4 S4 `# I! d& d' Y
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