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& v% O- i* v/ B6 f* \3 B污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸
, p+ V. F+ v3 g$ f u
, }5 @# `1 h" S' h' |" E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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0 i( X P7 ] |/ U7 [1、腐殇酸的分类/ q. R5 E7 b$ L2 [
1 Q) v2 Q4 |3 n6 _+ x, N腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。$ m) v# ^6 I/ x+ K
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S( f+ D7 N3 M; @( N# |5 C; f0 x4 Q# | z
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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; d* `: M# n; j/ j j' W# U$ X U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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2、腐殖酸在地球化学中的重要性! k! Y% \2 I" g5 V9 _
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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。
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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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- T: y7 h3 x3 V2 q" G, n9 ]
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- N, A+ _6 i. G( R0 Y& ~, Z注:
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. y; V% P" ?' X; V东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;9 k$ L, r0 ]3 i, l) p n
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
5 ]/ R% ~, _' W [: 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%。
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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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3、腐殖酸对土壤生态系统的作用$ d6 b2 x5 b/ ^$ C
- _% k% j: ^( P4 M) c$ y>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。4 n' T3 G2 ^' _' ?1 g9 H' t
" N2 H& L! u! O& d
>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。+ N. r6 t; D# q5 o% _
, {# `3 Q3 ?1 Y" `0 j" ?>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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0 B, N) _. C$ M& i* c* v>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。; |% ]) r: I0 ^; P5 j: ^1 c
4 l1 ~4 i8 C# E ]! a* r2 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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* Y! e8 L* v9 T8 n- N4 N3 C" f>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。" N- J" e2 b* k! `$ ~/ [/ w
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污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素/ Q2 Y& ~8 v) m
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元素分析显示:
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% P" O q4 C" X9 u1 m6 ~& p/ k8 I0 g>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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>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%)8 G' [. l6 B- d: J* ?
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# ?& ]) Y$ L. N+ s$ S, f污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物6 {# y$ }( X$ K" A# n
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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7 D; U$ K6 C1 @% C
实验组(左):施用生物炭土的小麦地
, F6 N5 q0 L" @1 n: [+ q! m对照组(右):施用复合肥的小麦地$ ^& \. u8 y: L. r g, Y8 R
" ~) D, [; s r& @8 J" J( z7 G+ ~
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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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实验组优势真菌:未分类的真菌, J! _: q# I) U1 M
0 H+ f# J. L; @# X( V: e" E; U% _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)- j' r; m k% I6 c5 N: o5 f/ ?* v8 u
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0 S% t: ^: |& f5 e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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' s7 y& D/ N/ @( M) f5 c# C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。& h9 T8 N6 Q- @( y8 K: `& p+ u4 r
H0 a. s; p2 q+ `2 S e: I+ R" B3 P+ M" J7 t7 K
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1、充分认识污泥处理产物的双重属性# W1 ~; X" ^0 Z# j* h
9 g |! Z. u$ o产物的资源化利用是终极目标
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- K+ h( \8 x" X) f; a% @资源化利用的前提是稳定化处理5 x* R, o+ k( K: i2 L( ^2 F% e
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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2 b% P* m% c3 Q1 V2 W% R
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污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。" _9 n' F- h2 z( W' K; J' L
' \% x! l) g3 V" }' G" b8 d2、正确理解重金属的限值" g4 W' |# l3 p
! J( {; H/ i$ h+ D+ e我国的泥质标准存在如下问题:
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& `# c$ u; s; ^+ x+ r- W6 S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 r9 @5 \% c# n2 U- H) G: q
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一一超标就没有办法了?
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+ ^1 r; B+ z) }* k一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。3 d$ P5 K; Z) F$ |5 U
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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?' Q! ?' ~4 W8 y4 ^4 ]* b
+ x) W" s' _3 z' X$ a* Q" W. N( q
一一用重金属总命值不合理。0 h# n+ j) g, }) ? t+ Q6 F' C/ f
5 K/ W! ^9 r6 M. {, b1 e! ^% F: b* L一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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; C* A7 ^( r( O8 Y6 h: S0 c3、创新污泥处理产物土地利用的方式: J3 Z+ q' U5 s M+ `1 i+ n/ u) `' ^
: H" o7 O. A9 B) n>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。; N! @7 W) K1 J- u! x3 Q
8 L8 @. J; X2 ?$ T4 Z$ C>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“
% ^" g3 b5 b# ^: X! j“治理污染,重在循环,赢在循环“! F: S# \9 S% x
( W3 @; ?# y+ {0 z- Q: v0 j>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;: F' M' `! ]0 w W( v& `
: N( T9 a. \( \3 E>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;/ W" [+ r4 n$ W/ W# h7 [% X
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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。
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