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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸9 w' \+ I" R& Q" [4 u! p
9 l/ B+ r1 L4 B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 h- @" p0 b6 V9 |% p! ~7 u% W
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1、腐殇酸的分类
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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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9 Q M1 Z1 ?. U) A* g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。4 i2 B* u0 B0 k$ W/ W! {
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2、腐殖酸在地球化学中的重要性0 C) b8 Z) j( d" ^9 P0 V
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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。9 L" |5 l; `6 S. }- r0 X( `
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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。/ C' f9 T( x& F* \- n) B
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注:/ Z" y! W8 y) ^( o" ~4 ?: q
2 `, }4 I2 S2 o5 }1 ^东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸; w. Y$ P9 `. c3 J. i. |
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
5 }4 O- q2 h! s% ?" s4 B稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。) {) p3 s! d7 Q% i1 ?" _2 K
+ v" |. m8 w: ~ O! @7 W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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2 T1 f) w! M! y9 f* f2 l>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。 j/ T6 `6 _) }7 d+ j) r( z) R
( |* y: J3 `) 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。$ M6 c/ ~. v) J" T4 {9 _
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>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.2 O0 p2 I9 V) X9 x# F
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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。
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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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5 @- r' P8 `- }9 H1 G J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:% `) g. X6 j, T/ }
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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;* m# `# d& I2 p: q0 l5 e) g
2 ?" y& G" S& P>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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6 F; t3 q1 u# a+ o- G& Z>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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/ m* O" g4 n7 @) h% I污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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+ K5 }- N) l; X" ^! ` c( K) K0 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: j M" Z3 y( V2 _) s1 p
实验组(左):施用生物炭土的小麦地5 A, v! o% M2 p" c$ d
对照组(右):施用复合肥的小麦地* P6 s: v/ B( m: Q6 P$ ]
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' j M9 V2 ^% q9 h: \0 z污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物. i8 q6 e/ n9 m" j6 V1 T
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实验组优势真菌:未分类的真菌
7 B+ H& ]6 i% l3 Y0 u; U4 A
) G ^; Y. T( C; Y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)) Z7 z. I- Q) A. O- N' Q' z) q
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# W8 g+ N/ y+ V* I( @* ~# _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。$ M: p$ P F9 U" ^
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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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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。; A |/ y6 q1 o& G2 Z: V" ~
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3 h$ I% J/ o, W. q; N1 P1、充分认识污泥处理产物的双重属性, s# p5 |. j: k+ |
+ { R g# j+ _ c# F: ]$ i+ y产物的资源化利用是终极目标
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资源化利用的前提是稳定化处理
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& _: t4 B- {" d, v0 v- p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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污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。5 z) K# J( f ]" [. ]
4 W* S% _2 {$ Q9 J9 L1 ~2、正确理解重金属的限值! \0 O2 Y& }2 j3 n
. _& o+ O( J, \我国的泥质标准存在如下问题:5 _8 i6 S! R2 S! M( _" U
+ w+ M y! U8 J0 L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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. Q9 \6 r0 B7 ~4 ]一一超标就没有办法了?
: V1 ?- Y1 B: s9 B
, |* @9 P" z+ r$ G/ ^0 u一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。- ^. S5 r P7 s% W3 m. N
$ l: Q3 j7 }) ^' H5 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?/ b+ I0 X7 n/ @' a" p. W: I
, W# k$ D7 o% t一一用重金属总命值不合理。
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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2 e {) m( \% Z8 @# D
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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。
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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“( D+ o3 W% z3 U) B
“治理污染,重在循环,赢在循环“4 v" ?6 Q- ~: X/ v" w5 F
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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;- c$ F! @' y M; U$ f# i6 F
) U' ?+ k) ?! G>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;1 U6 M0 M" ~; D" `- l% 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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