污泥堆肥腐熟度的檢測與評價

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1、污泥堆肥腐熟度的檢測與評價　　摘要：介紹了污泥堆肥腐熟度的概念及時其進行評價的必要性，并結合我國污泥堆肥腐熟度評價的現(xiàn)狀介紹了美國、加拿大等發(fā)達國家的堆肥腐熟度研究情況。指出在我國建立一套堆肥腐熟度評價標準勢在必行?！　￡P鍵詞：污泥堆肥腐熟度評價方法　　腐熟度(maturity)是衡量污泥堆肥成熟程度的參數(shù)。BrodieHerbertL[1]認為不應將污泥堆肥腐熟度和污泥堆肥質(zhì)量相混淆，腐熟即指堆肥原料所含的能量和營養(yǎng)物質(zhì)形成了穩(wěn)定的腐殖質(zhì)，而所謂腐熟度即堆肥完成度，即堆肥中的有機質(zhì)經(jīng)過礦化、腐殖化過程最后達到穩(wěn)定的程度[2]?！　∥勰喽逊十a(chǎn)品必須腐熟，若

2、腐熟不完全就施于農(nóng)田則易造成根部缺氧腐爛，并釋放出有毒物質(zhì)[3]，且增加土壤中某些重金屬離子的溶解性[4]。當前國內(nèi)深圳、無錫等地已建立了幾家污泥堆肥廠，因此建立污泥堆肥腐熟度評價標準既是保證農(nóng)田安全使用的需要，也是堆肥工藝改進、產(chǎn)品市場化的客觀要求?！　　　?單項檢測參數(shù)　　同濟大學李國建探討了堆肥過程中耗氧速率的基金頃目：上海市科學技術發(fā)晨基金重點項目測定，指出用耗氧速率容易區(qū)分開一次發(fā)酵期和二次發(fā)酵期，將其作為腐熟度指標具有定量化的優(yōu)點[4]。堆肥腐熟度評價指標分為三類[5]：物理學指標、化學指標和生物學指標。物理學指標包括溫度、氣味、顏色；化學指標

3、包括化學需氧量、揮發(fā)性固體含量、易降解有機質(zhì)、腐殖質(zhì)物質(zhì)的變化、C／N等；生物學指標包括微生物活性測試和發(fā)芽試驗。物理學指標易于定性描述堆肥過程所處的狀態(tài)，因此可作為試驗的經(jīng)驗判斷，但用作評價則缺乏可比性，因此尋找合適的化學指標評價腐熟度是眾多研究者所努力的方向之一，這方面的研究比較廣泛深入。同時為了檢驗堆肥對植物的毒性，常用堆料中微生物活性的變化及對植物生長的影響來評價堆肥腐熟度，這就是所謂的生物學指標?！　怅P于腐熟度的檢測有一些商業(yè)檢測方法，比較著名的有Solvita測試法[6]、Dewar自熱測試法[7]。　　Solvita測試法：該測試法由美國

4、WoodsEnd研究實驗室提出并申請了專利，已廣泛應用了二十幾年，有十三個國家采用了該方法，瑞典、丹麥、西班牙、挪威已經(jīng)將該方法作為官方測試方法[2]。該測試方法以現(xiàn)代凝膠技術為基礎，操作簡易、快速，可在4h內(nèi)得出結論。將樣品放入密閉小杯中并防入一個信號器，該信號器能反映CO2的存在，對照顏色表可得出結論，顏色對照表從1到8變化，讀數(shù)越大則腐熟程度越好?！　ewar自熱測試法：基于最初歐洲的自熱測試標準方法，由WoodsEnd實驗室總結整理。先調(diào)節(jié)測試樣品的水分，然后插入一支溫度計，溫度計距瓶底大約5cm。樣品放入一個絕熱真空瓶中，這樣置于室溫至少5d，

5、但不超過10d，并測試每天的最高溫度，其結果即為腐熟過程的最高升溫。該方法的缺點是測試結果只能區(qū)分腐熟和不腐熟，時間較長，但比較直觀，具有很強的操作性。測試結果分為I-V五個等級來評價。　　此外還有其他測試方法，例如CO2探管測試法等?！　　　?綜合評價指標　　由于單項評價參數(shù)難以準確評價污泥堆肥腐熟度，所以必須選擇幾項適當合理的測試參數(shù)綜合評價污泥堆肥腐熟指標。中國農(nóng)業(yè)大學李國學提出用化學和生物學參數(shù)相結合來評價堆肥腐熟度[8]；FrostDonnaIannotti[9]、LWu[10]等認為腐熟度的檢測應該包括腐熟程度的檢測和穩(wěn)定程度的檢測，腐熟程度的

6、檢測主要側(cè)重于堆肥產(chǎn)品后續(xù)使用對植物的影響，如水芹植物毒性測試；穩(wěn)定程度的檢測則側(cè)重于生物學性質(zhì)和微生物活性，如耗氧速率?！　鴥?nèi)　　污泥通過堆肥達到腐熟基本可消除有毒有害的有機物，穩(wěn)定N、P營養(yǎng)元素，消除惡臭，消滅病原體[11]。我國還未制定準確的評價堆肥腐熟度的標準參數(shù)和方法，評價方法多參考《糞便無害化衛(wèi)生標準》，該標準主要從衛(wèi)生學的角度來評價堆肥的腐熟程度，堆肥成熟的標志是物料呈黑褐色，無臭味，手感松散，顆粒均勻，蚊蠅不繁殖，病原菌、寄生蟲卵、病毒以及植物種子均被殺滅[12]。顯然這些指標感性較強，但較難定量，作為評價標準存在很大局限性，已不適應當前

7、堆肥的研究和堆肥產(chǎn)品的市場化?！　⊥瑵髮W對污泥堆肥腐熟度的評價作了較多的研究，提出用模糊數(shù)學模型綜合評價污泥堆肥的腐熟度?！　狻　怅P于腐熟度的評價更多是建立在以有機固體廢棄物為原料的基礎上的，其中包括畜禽糞便、城市垃圾、廚余、庭院廢物及城市污泥?！　≡诿绹瑢⒍逊柿腥松锕腆w、肥料進行統(tǒng)一管理。污泥為農(nóng)業(yè)利用占有相當比例。美國加利福尼亞州堆肥質(zhì)量委員會(CCQC)是一個致力于制訂統(tǒng)一的堆肥質(zhì)量標準以促進堆肥產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用的官方組織。該組織提出標準的制訂原則：測試必須簡易、快速、可靠且適合不同原料不同工藝的堆肥產(chǎn)品的評估。提出的評價標準為：堆肥試

8、樣首先必須滿足C／N≤25，因為該值如過高則微生物就會爭奪土壤中的