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+ O" o0 `; `0 h( u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。- p6 g* q+ K Z7 j
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1、腐殇酸的分类5 [+ q- q& A( S* f$ I \$ C7 b4 \
4 {. S* ~' p2 Z! w- p腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。4 y3 C; d M/ q6 I" J' O+ l* g
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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;+ X' }: P4 R9 W/ V$ k! K
( K; ?' G) V W8 y4 V( 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。& j6 l3 c: D7 _" l9 q
' Z% P9 n) }4 Z9 g2、腐殖酸在地球化学中的重要性5 D' t, F N. y7 z9 @4 b
" U7 O, U" m7 N) q o/ R>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。' A% |; m0 _ V! y
) ^9 p& a1 X" i: s+ H8 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。: F2 D' j+ ?( j2 S, b( T. _/ l
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* t& x. B3 N4 g- s! Q d8 P3 z4 w) ? ]
* E" v$ I9 K( C0 K5 U2 S注:
* q+ G; [6 K' x5 c5 F9 D6 E3 ^5 I) J& W$ p, h' W
东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;
; j7 q! b+ i$ T2 z" q一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%; {$ S8 }* k- G. E
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
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>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。9 i! \) g( r% B0 s
* }, c$ e3 t1 f7 E1 ^
>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。: ]5 r3 z$ n2 z. E/ z* ]
' w0 n' t* ^4 C>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 p7 \" e: O: k K, P- S# _>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.. N% X7 d: k- X! w- v: m
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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。; O0 [3 F. T$ a9 g1 i
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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." Q: e- O; X$ E( y
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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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% o* |$ z7 P% d6 Y# b I* Q污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素& P4 Z6 D& i2 L* }/ `+ X
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元素分析显示:3 v1 i* }4 P( s2 _: w
" K4 ?4 J/ `; W* 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;9 r% B3 y H& b s0 R2 t# N
; [( u. Y: |8 K/ Y# g>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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" j, f; e( [$ E3 y8 n, g; Y2 u6 D>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%)+ |) K ?4 `8 H+ l; S4 x7 C
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' t, } [( ?1 t+ u( E" T污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物: b ]) r" t% F7 Q3 y e8 a
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4 C1 w# m* |- Y6 x2 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" i2 f/ L6 G/ \2 Y( G2 ?4 @1 [, w
实验组(左):施用生物炭土的小麦地
" T' X6 a$ D0 [8 ]+ H9 e: ?; F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$ a. j7 l: h9 @5 f) t% q& M
; D9 c% L R0 @8 p
实验组优势真菌:未分类的真菌
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7 q B# _% A) G2 t9 Q( l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;
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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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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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! {6 w% R% t( s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。" O U" @. N3 A
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# ?+ W- j2 u3 g* h1、充分认识污泥处理产物的双重属性% |9 ~7 c9 _9 C" g4 ~$ c
: @/ S2 {, v1 o( q3 @) a* L7 Z, K产物的资源化利用是终极目标3 q2 l# _. x4 T6 b/ l+ _
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资源化利用的前提是稳定化处理
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: d0 z# R+ ~3 ^9 i6 K8 s3 @4 f# z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。
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2、正确理解重金属的限值% E% O( r7 E' f9 a2 G+ I
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我国的泥质标准存在如下问题:& t7 x. X% Q! ?9 ]+ }$ `9 b
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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4 P7 y5 ]# n, a, a
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一一超标就没有办法了?1 P' |, d0 c- o' e( [% p" d( V
. r- ?9 H( B6 u& `# p一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。/ f, _; L* J6 t" \" i, ?4 @
. `' R3 x- L3 f7 o. y4 V
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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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。5 ], C1 B4 D" m4 l2 S5 o6 ~% `
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3、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。
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% L2 [6 w9 j1 y7 L2 f>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“
' ?0 i! M) L/ c, a“治理污染,重在循环,赢在循环“* B+ M2 r' t9 h7 o& [" T: r7 D
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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;
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$ _- G9 B% a1 f- t# k9 [' _6 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;
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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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