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5 f3 } \) q$ K污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸. G: n9 N2 z6 c, D
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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。
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1、腐殇酸的分类( z, W& A) R& G3 t
+ l% _, \$ k' B9 O( V0 `腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。- R1 x0 `& i/ h* _
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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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/ V4 z c4 {. A1 T9 ^" f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。. D* Q0 T: G3 f/ B
' I9 l8 b7 _9 S+ a" W' J* ]. {2、腐殖酸在地球化学中的重要性- x; d% Y3 A8 s4 \0 P" f S( {2 j
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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。4 |% o# d; r7 V0 F/ c, m$ X
& ^) {7 [( C b8 M- Z( z2 c0 h& Y. N ^>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;& S. z1 ^0 l& K+ a& M% x
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;2 D5 |6 B; S+ x0 {& A* ~: z( q
稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。$ [9 ~9 _) @ w. L* L$ j
- k3 k- H* t9 }( g/ }& p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。& d0 i- G* J* q
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3、腐殖酸对土壤生态系统的作用
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+ m9 i8 ]2 t3 I- {>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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1 Q8 ]; q+ Y6 j2 f6 t$ 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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9 m7 e V6 X# Z; b( F1 h>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.8 c3 w$ v% ^' c V
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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.# D6 e$ \- Z# I8 h5 b
# s* v) B1 A! i6 F& U>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。3 k5 Q& z6 `$ d: z o$ U
, |8 X! a4 y- @% y% a$ T>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.) _9 Z2 A; x9 k3 ?+ m5 e" h" {
( Z" ]; R2 |. x( V+ a- X: F2 Z>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。" F& O* L: C a, I+ m4 a: P
* N# Z% V6 x5 \8 p' ~7 W: p/ ]污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素7 F0 P) |" ~5 S7 o$ P$ J+ x; I
; K, Q) d+ r9 y8 q. q) B元素分析显示:! e/ E& r) A' h9 P* B) h
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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;& }& Q' }# g5 {* z9 j# |
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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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* G* F g, p/ b0 l, @/ x污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物) _9 e! Y: `6 S3 J% U3 g1 g. V
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( _1 { ~2 R( p4 a8 t6 v# \- M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' M, e7 I) p- G1 J" @
实验组(左):施用生物炭土的小麦地
5 p$ y; M/ v' u对照组(右):施用复合肥的小麦地
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; T7 |7 _0 o% w$ q% h0 x" p3 o8 U污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物4 m# _# X Y7 V% ]
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实验组优势真菌:未分类的真菌5 a f. X; |- i
6 u! L; C" v: [$ m! b% v4 L: O6 p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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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;6 x* B% { ?) D( g2 m% S$ A/ q' b
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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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|7 T$ q9 n0 k; t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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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 _4 T# y9 d+ Z4 m( ? Y' y1、充分认识污泥处理产物的双重属性
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. A$ Y2 l8 e( l产物的资源化利用是终极目标
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% I# F# |: B, [. e1 M5 O& b# L资源化利用的前提是稳定化处理3 I* M, i# j0 v. g+ ~
( Z. e4 Q9 z5 C) m* ^! K) x$ }; m用资源和污染属性进行双重评价,选定合理的技术路线% J) f* p) y+ W4 }
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污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。
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# M' q5 Z# k0 B0 a1 t2、正确理解重金属的限值7 l" i' _- e% }6 H
% S4 z& n" }2 ?# }: p1 |/ q& b3 E我国的泥质标准存在如下问题:0 ^( B! E3 A+ J
8 ?; }2 j& e! r; z5 N0 [3 u9 Z. {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
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一一超标就没有办法了?
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一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。* v8 |0 u5 p' X6 v) T! S
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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。( s4 F2 E, M/ B/ D
8 |" u& D" G3 b% b一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。4 {+ n- j6 M: y5 F* b7 O$ t
. T; L8 Y" f" n' P& r% i9 R3、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。
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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“+ w" y# T3 a% o- W6 ^; [
“治理污染,重在循环,赢在循环“
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+ @6 G; l6 M) F>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; e8 ~; {. }1 L+ }9 T* {
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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;
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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。7 l- Y% L. \- G) ^# v: L1 {; A1 ~
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