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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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8 p8 A+ w! F' j+ \1、腐殇酸的分类
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' i o0 U; E" d* E& j) W3 G( K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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) X4 _# P2 h- j5 _ w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;1 M4 A: k' \$ P( y& m
" J S. I, S( k. o' 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。, I9 e& E7 H2 W6 N3 m
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2、腐殖酸在地球化学中的重要性0 J* d* C$ V% Z7 K" [
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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。, `' q9 d7 P4 w, X6 b' @: Y" O
+ g( l' u4 U' {+ z& Q% y>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。% \& N7 d* y, i9 i; l/ N5 x G, s
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注:: i; o( i5 h5 H/ s1 x
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东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;
- W9 z/ p, E" K- h一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;5 ]7 V5 Y+ o6 z& d( A3 j
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。* {5 ]- x2 d3 I/ i4 Y
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3、腐殖酸对土壤生态系统的作用
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- _2 N7 W& w5 Q4 ?( R# I7 M9 F>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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b0 k4 Q/ L# H' \0 {* x>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。2 _7 e3 D( I! M( \% z3 q
% b0 q- u4 D% v% ~' L>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.
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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+ e9 o% X B
& B8 h* }. r3 c& Q>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
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元素分析显示:
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. }6 `0 S' h7 f6 R8 |; \+ L2 f, n>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;0 ]( ^5 [# {2 v I
+ x6 M+ Q6 O* R- i( u>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%)0 {5 T8 p, A3 a0 m" M- 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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6 j* Q- Q2 U' Q, b( h9 H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 C) s. s2 S# W+ H! t4 }
实验组(左):施用生物炭土的小麦地1 Q" k; _7 S- ]5 w0 v
对照组(右):施用复合肥的小麦地
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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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, _& l* B& r: p" J9 d. a8 C- G% e( |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)
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+ L2 T: f3 J7 |1 V: K- `8 n" q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 c+ o+ O0 I, r( I
4 n u# q, D, ]! J; l8 K& |% C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。9 {& u& j" n& G8 b0 e
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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。5 r8 {7 D! M& L: C# D# {* W: y: q. c
0 N8 p& c, U% ^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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* [' V8 q _' N8 m+ X% |* {产物的资源化利用是终极目标( ~7 V. x# L$ M- S- z+ X6 ]
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资源化利用的前提是稳定化处理3 P: U% q' W- N7 g: a% s3 H
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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) W% g! i6 {1 E# V$ q8 j
+ f' }( K" ]8 ~; P% x7 a: m; t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:
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8 u% x" E9 s6 Y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5 M- [9 ^9 {# \0 Z4 j" H
4 @, @' Q! i3 {: |一一超标就没有办法了?+ _) b4 p8 m. m! N* ]
+ t5 K5 ^- A/ w. F+ g一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。- F; i; e7 A0 M! `8 E
" u8 d- e4 A/ Z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?9 I4 h# b/ b( A! B; o; D
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一一用重金属总命值不合理。
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- \( f3 c% n n7 d0 E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
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* ^* j# C }: R' s4 ~0 t>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+ z* P: N/ a6 d# g
1 ^9 c# d% W; F. n$ L4 l>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“1 \/ D/ a) ?+ v: _. q1 P' Q3 \
“治理污染,重在循环,赢在循环“
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, h1 N# ?% T( C' I2 X# z7 n>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; s9 ]: r c; ~$ z3 r6 _
( i J5 H g0 X* u0 ?) o>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% C7 p! t# P' V7 z
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