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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸- M5 ^, W9 b7 n* O; W" k
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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。8 M+ \: G: Q! L5 c" p
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1、腐殇酸的分类
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% s$ M+ G. H2 s3 z$ `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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6 g( Q H1 S7 ~6 t% ]% @) n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。& x' Q$ B* |- W$ t. S* e8 ~" k
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2、腐殖酸在地球化学中的重要性8 b2 U- c6 h6 L2 n! Q
8 E, b! k, A' j w>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。% t5 M8 k; Y$ i8 y/ h) I1 N. v
) T$ G, A( J# s, B9 I- W' t>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。: [+ x7 I8 u9 j
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3 Q" w8 n0 ?1 a注:
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" h0 s. ~2 @1 L) a东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;* b8 R( l6 I& }" ~: L$ S
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
3 q3 n: S. L/ `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。
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" U9 K2 p) i1 ~1 e. L+ v, a3、腐殖酸对土壤生态系统的作用
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+ H! v! I* r+ h5 e7 n/ X; z/ ^4 ?>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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^/ p2 b. k, @, b \! v>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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$ r' |) x9 c- H! w/ @: g>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.1 R( B" I* A! P: ?* P8 n
I; Z2 |& o5 D: D& t>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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2 [& B* H9 P/ C/ P- O: {>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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污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素( V5 Y0 ~9 ~$ ]: `
- G% j2 n2 U7 v- g1 [0 O. ~元素分析显示:: f m' J# M( h3 A' z2 v" o
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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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( K+ s0 K9 y/ w/ i" z# c0 R' p; O5 N>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;1 ?" a' X% J4 ^
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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 k. M% Q% g# n0 m
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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物3 H& X0 K+ s- I: T/ f7 M+ \- W! _$ ?1 V
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: P# o' g" g2 B! w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* n! P0 B# S6 r# c' w3 m9 ? f
实验组(左):施用生物炭土的小麦地/ r1 B" @7 G) N, y$ x) `$ c) |
对照组(右):施用复合肥的小麦地3 d( l7 Q( |( D4 x& I. a& l
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; c1 O( S9 ~" u污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物8 A& p# z* ?& j0 [, ^1 }4 A
! V) T5 Q( g: x" ^0 b4 a实验组优势真菌:未分类的真菌
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5 F; x z- H! K0 v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)# c% K# |2 B$ ]7 M# a: F
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" U% \& \) w8 W/ h( s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;! G1 W$ z0 N4 S
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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。) w) ?& C1 d7 ~' l
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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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- ?4 o* O+ i- V5 W0 K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。3 V- Q2 T+ {3 k! {
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1、充分认识污泥处理产物的双重属性; K8 a6 I" n# n: s
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产物的资源化利用是终极目标. H, W6 W; v- m9 n
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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% E$ H, B8 }. O$ L- ?2 `! [/ C
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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/ p. ^ c$ A6 W D# q
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我国的泥质标准存在如下问题:
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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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) h, d) u0 Q% n& R$ D) T; a一一超标就没有办法了?) ^1 O, A+ ~- H) T% Y
$ G# {3 j$ J5 ^: Q: \0 }一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。+ m& f, {( p: \9 f0 r
% b1 ^! ]# z' z8 Z% M) [5 g0 `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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2 t: S( d' G% ^2 {; z一一用重金属总命值不合理。 M$ N0 o0 D4 F1 ~; e
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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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3、创新污泥处理产物土地利用的方式9 ]# m" E" m0 w$ q
% {7 \. q' \# L: J+ l: }$ H( [>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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# z) O: Y0 U) ~& T: f+ h4 g>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“
! q1 w0 d4 {( S( E“治理污染,重在循环,赢在循环“% U2 \& h: ]# J! D- D
2 g! \6 \# N7 P>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;& o; q% A* v; R( H" J4 Q1 @5 q' ~! A
7 Q6 e% v: @0 ~. y, Y( v/ |>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;, c7 T4 D, Q( M. f; `' c4 J
3 {! j2 g1 P9 `& k>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。+ O, V0 o7 [1 P. v* X
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