, k) a7 J) d7 Q8 W! ?
% W" N8 X! `* v( M" ]1 o+ T% P
9 F8 Z% k0 G6 A* j$ x污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸' A; u" b& J }* y
5 g, n8 L j& }' f
腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。
% s" X6 e! A$ a e8 O8 V' Z2 V7 \" V5 g" w) G
1、腐殇酸的分类8 G; O9 v$ X" l, }6 C' E
! B" f3 O$ ]4 Z& q: |; Y( Y5 ]% W
腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。
C% B3 ^4 l! O" `$ B/ v
' T0 z. z0 J, Q" Y
6 m5 p2 I! E+ |+ n, Q
7 W; @) r' F1 ?
3 p' ^3 T+ @; `. w5 D1 m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;8 q: e- N7 B! I* p
( ], X- o: g2 q! G1 |2 q
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。5 l: w+ B" ]- e! e g7 O
: s% p% g; o/ l2、腐殖酸在地球化学中的重要性! E; c1 S- o8 P: @: P! O& L; \
3 t1 M L, R3 m9 x' n) Q8 ]>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。) `) f+ z8 n t. H- K0 r5 M6 `) a$ d
2 w x9 r T8 f& C
>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。' c' Y" ~# }5 U
8 h8 V5 Z- t0 V# g; B
* f( k8 C$ `. |' V0 w3 P; R
W* g# H( O$ X; x! O- Y
( W! l; X, Z1 E! y& h& Q9 l注:
: @1 M7 D! z( I) ^' A9 i7 M$ W! m6 y. @8 V1 x2 V. o# m
东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;
( d( q1 N* y' A; |& J一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
$ h. W3 J: ^8 {; ~: V6 n, F稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。
e0 {8 e/ v) k( u$ t& M* d5 k! N" N4 K( n9 V
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。
) v/ O' m" ~0 g
. M0 x5 W2 \( f2 |! x3 x; T3、腐殖酸对土壤生态系统的作用
* O% D0 X; D) g; y
) C$ ~7 z D* q. b( |>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。( k+ v- _8 ]; f! A5 b1 W: W0 E
! r' H- P3 \& h
>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。
1 v# y- ^; g; Z7 o' X9 r. v) h5 ^6 y
>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.
, f ?8 W4 k' g: H8 H) H* Z* I* H# F0 B1 U! P6 I
>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.
2 }$ Z. P: i _% g
. {! ?; I- `+ J>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。0 z2 ?& I; o( v1 m, \
1 j8 q' ~0 l s# T5 M7 i>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.% i* \- K9 U1 V! q$ c( t, d A0 V
5 ]: w9 a ?- Y, O0 S
>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。
2 E. y5 y6 S; [' y) ]$ q" ^. Z
: [, f: G& Q& E1 x& y+ |污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素
. ~6 j1 _: x! G4 g" \. a$ c5 e2 q
8 a# G$ ` g* p5 ^' Q元素分析显示:
4 Z' ]$ p3 P' z5 R' Q+ S) o9 p) A) p8 d5 A" l% V4 X8 q G% S- y# Z) ?
>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;
( ~& T0 }3 O+ @4 z
0 B% Y) A* j$ g+ O- F>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;2 x3 ~, L# O3 H3 ^
- V7 m( X3 A0 ]* Q& a>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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Q8 F K v+ v$ R
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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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( Y5 a$ I% \. g& ^& Q& l
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
! g( [0 g$ {4 @0 P实验组(左):施用生物炭土的小麦地
D9 o7 U1 [9 |, W( f- }" S对照组(右):施用复合肥的小麦地
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1 `$ x6 |9 ?/ H4 {# ^+ i7 ?) H/ N, X7 P. T
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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
( p3 J) K0 W8 T9 N0 `5 g" y9 C! F( t$ Z% B4 ]8 S0 m+ ^
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;, C1 O ^1 V; A' \7 p8 |$ p( v
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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。. S6 O1 Y! X, m# S: V$ @
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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。0 _& l# w6 P2 R/ ~
+ O8 ~3 @* u9 z& w" F7 d; F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 E* T4 h8 r" ^7 x1 r! \ d1、充分认识污泥处理产物的双重属性
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产物的资源化利用是终极目标
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, w9 E+ t; J+ `$ V+ S) a资源化利用的前提是稳定化处理6 [3 y( g! p/ y( i) O: \4 w" R
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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! c; ~& K5 Z( y n2 k& B' t0 J# `. e
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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
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我国的泥质标准存在如下问题:1 z4 p9 \# c4 }! X8 I2 s
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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! k2 P' L6 }4 T
8 _! H9 M5 E: h7 Y* B7 _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。, I/ _* _( A4 X
: V3 j9 y. E/ c6 Z9 l8 L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?% `! c6 i3 | \$ t5 ?6 i9 `3 t
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一一用重金属总命值不合理。
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/ X8 Q+ R' Z9 r p S一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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5 _( @& w) M) H `/ T) t5 k- E7 P3、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。4 i, h1 w0 s7 f- e, F
- ~1 `5 j ^: i/ i4 h& {( y- T% k
>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“
( O% F& F/ I3 ]“治理污染,重在循环,赢在循环“8 T! |5 s1 {: g/ C5 G
$ x) b @6 Z! e: c; O% d: y, O>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;
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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。. R w. v4 a; X: h- Q8 \
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