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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸' d. U9 |, h8 m2 z6 G9 c
$ N( b& ^7 U! ~% \. Q7 @* ?# w腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。4 a5 V: u Z7 g, m1 \
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1、腐殇酸的分类2 C/ i: l+ P' H, s
; L+ F0 r$ I: N4 f腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。# @% W* I+ A+ W( L! N
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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;' l/ ?; u, ]' Y! V( s' Q/ p. K
( j4 C' ?5 t) C5 F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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) V. Z6 T5 L8 j# O( M; ^2、腐殖酸在地球化学中的重要性! r1 R& I! _, |' _
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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。# `, |% r G, ?0 r# 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。
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注:
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3 b; h+ D* \: E2 q; G7 q% V5 K0 O: p东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;
+ A; ?# W( U( K1 i3 w+ M s% L% c一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;6 l2 w; M' y+ W$ `9 K2 G, n
稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。6 f7 T; S8 _2 K0 X6 B ]
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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。; J r0 w, [: h' z" Z% u
. A9 Q8 a" c& f3 u7 r3、腐殖酸对土壤生态系统的作用
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9 s$ W D: ?" k, [, m2 R>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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. Q; x5 A# m2 s) N$ \# ^: k- B>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。
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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.
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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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& U0 [: W) b' X2 A# N" X9 [3 z>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。5 r' W- U# E4 m
% _: \1 ~ G+ T }6 R4 P& w>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.- _. W5 o. K+ c2 `3 f2 _
+ U, _1 ^/ d$ `>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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/ e0 ~" s- S2 C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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>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;- U E ^# \. U# [ H
! H& m7 ^- c: i0 s9 {. t y4 G1 }>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;" o. W% L# ?/ ^, `- Z
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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%)
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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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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
, J7 d8 S0 y5 `实验组(左):施用生物炭土的小麦地
( F+ d: e6 l" X- R: e# D对照组(右):施用复合肥的小麦地: A! S; \" Z$ w" Y
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, \8 \; w7 s- O; J污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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8 D3 G4 d5 w5 A! a( {! Z! F- y; I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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4 w; T! d5 }0 {2 y {3 l. W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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. v- j; @6 j3 V3 b. K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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8 L5 Y; T/ A) W g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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) i( A r) s0 J; q5 @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 }: X. ^. c. {- p- E4 O5 r
/ m$ G" B/ Z+ [" r7 C6 p产物的资源化利用是终极目标- _6 b0 r5 l* V/ Y
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资源化利用的前提是稳定化处理. M& x; p( `* y7 J
7 Q4 g! H4 n* |% t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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0 |1 }6 r; E* ~污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。
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3 N: H! W' k$ F. q& R2、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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; c; m. g C# h: x! V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3 G# F1 K2 W$ F8 v( b
& p3 Z/ ^% F) L6 W! j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。
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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?
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1 K( i& n# [% z' Q% y _ i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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& M: Z P# J% z& @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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1 |1 \/ ~% O3 r* x9 B. k$ }6 _>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“# I7 s ~: A; a U% C H3 k
“治理污染,重在循环,赢在循环“
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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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>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 g( J" Y3 I+ J
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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。* J5 K& T: k7 q3 n; J. b
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