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3 L3 f5 P( z! i污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸
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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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5 X4 F" i! U- Q; o. X6 @1、腐殇酸的分类
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2 D8 y+ D# f" i& d7 G; |. I) C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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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;. F) L; O' a! e( M" z0 i
1 c/ P- F0 y) O1 N: f2 o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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5 X |7 @1 A( L+ S, u! I: f. l$ {2、腐殖酸在地球化学中的重要性
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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。; O! Y |5 W) _3 b$ p4 r
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>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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# {7 v' a5 ~: G) u2 l8 ~9 \2 ]注:
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东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;
* l; l' i" D7 t, C8 c一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
9 {, J, ~2 Y5 ~& U$ y z; J, |+ _0 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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( D: @' k+ E9 g+ n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。
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3、腐殖酸对土壤生态系统的作用
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, b- }/ g7 \/ F* K>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。# X6 c0 `! i/ \* a4 M
J( W# N7 C: l" P# g' J4 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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4 e5 ]6 ]1 ^' A1 B& r( T8 E. X>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.9 v: Q& P9 |' V, U$ K3 D9 o
9 A5 R2 H Q s, s$ d; N>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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; f3 ~8 a1 T5 R* v0 v>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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>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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! _7 E7 `+ _8 p, j+ b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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$ K" z: s& r- p. Q" x>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;; J" _' v% u9 l3 Y; ^% ]8 s/ ^% d
+ ~$ T& f: T( P! {1 t J>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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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物9 D" z6 c7 U/ U- i
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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3 J& O, Q! k, ~- D
实验组(左):施用生物炭土的小麦地
& I. O, o8 q/ M. }对照组(右):施用复合肥的小麦地
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2 f& c: g, J& o, j2 R' h7 ~污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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/ w2 i' E, _* b# W- j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)/ j7 ?2 A- U& J% Y6 L% L% b8 O
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! [1 h/ h7 J2 w: F2 n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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7 O* r6 R4 R1 L' ?' Z5 I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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& b1 t; Z* k0 ]3 A1 S5 }1 X+ }
$ a( T. L; G8 T2 z4 E: z7 `7 i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。3 {: {5 G; Y8 o: _8 g
+ Y& W% O9 L: G3 g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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, g6 P4 F! J. I4 c9 v) l4 L( j: A3 q产物的资源化利用是终极目标. S( W! ]) V$ f+ ~# L7 y3 c
- r5 F+ S! Z) i+ R( \. G资源化利用的前提是稳定化处理
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8 C" j5 {# l7 }. m, `* U0 d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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2 n* V. h& u2 Z+ S1 h污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。" o# @( R- a- U) S+ e1 [2 K: o: @. y
0 k* S8 ?9 o1 [/ P* H2、正确理解重金属的限值8 j' C! |* W" ~" I
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我国的泥质标准存在如下问题:& V5 Y; d* D8 L: g+ B, I6 M* u4 N
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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
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一一超标就没有办法了?/ d3 U* N3 l6 o/ f+ b
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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。0 X# p, |0 t/ D2 `$ }" Y9 @ U% E
! f" M" j4 s/ A& y0 ]% M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?1 v- B( N0 w7 s8 f! D, @2 ^/ b
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一一用重金属总命值不合理。9 T6 |9 @% r, P7 h7 m8 l4 j
8 J7 ]; B" c1 Q; w9 r4 f* H一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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, S+ O) Z, N, X4 Q7 G H3、创新污泥处理产物土地利用的方式
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0 y4 X# b2 @2 j% I>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“
- L% M& [- W5 c“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;1 C H" y1 P6 O- Z `" \) _
8 T$ P8 W$ t: ?% ?>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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+ Q& E7 b2 i8 \% V: q. T. w2 c>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。1 k& e3 N0 j9 u% w( k2 l/ \4 L- S7 L
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