有机肥腐熟度评议

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所属分类:化肥料
Tag:  化肥料有机肥腐熟度评价指标腐熟度是堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度,是 评价污泥堆肥成熟程度的参数 ;腐熟度是反映有机物降解和生物化学稳定度的指标。腐
有机肥腐熟度评议

有机肥腐熟度评议

  有机肥腐熟度评价指标腐熟度是堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度,是 评价污泥堆肥成熟程度的参数 ;腐熟度是反映有机物降解和生物化学稳定度的指标。腐熟度判定对堆肥工艺和堆肥产品的质量控制以及堆肥使用后对环境的影 响都具有重要意义。未腐熟的堆肥施入土壤后,能引起微生物的剧烈活动导致氧 的缺乏,从而导致厌氧环境,还会产生大量中间代谢产物——有机酸及还原条件下 产生的NH 等有害成分,这些物质会严重毒害植物的根系,影响作物的正常生长;未腐熟的堆肥散发的臭味给利用带来了很大不便 ,且对环境造成二次污染。国内外在腐熟度评价方面提出了众多指标和方法,但目前仍未形成一种公认 的腐熟度指标。国内以李承强等的堆肥腐熟度指标应用最为普遍,它把堆肥腐熟 度指标划分为物理学指标、化学指标和生物学指标。物理学指标易于检测,常用 于描述堆肥过程所处的状态;堆肥过程是有机物的生化转化过程,化学指标和生 物学指标得到了广泛研究和应用。 1、物理学指标 物理学指标包括温度、气味和颜色等。判断标准是:堆肥开始后,堆体温度 逐渐升高再降低,腐熟后与环境温度一致;堆肥原料具有令人不快的气味,并在 堆肥过程中产生H 等难闻的气体,良好的堆肥过程会使这些气味逐渐减弱并在堆肥结束后消失;堆肥过程中堆料逐渐发黑,腐熟后的堆肥产品呈黑褐色 或黑色;堆肥的丙酮萃取物在665nm 的吸光度随堆肥的时间呈下降趋势,E665 008。2、化学指标 化学指标包括化学需氧量、挥发性固体(VS)、阳离子交量(CEC)、易降解有 机质、腐殖质物质的变化、C /N等,见表1.1。 3、生物学指标 生物学指标包括微生物活性测试、发芽试验和卫生学指标,见表1.2 表1.1 化学指标 指标 COD 和BOD 亚硝酸盐和硝酸盐CEC 阳离子交换容量 水溶性成分耗氧速率 内容 堆肥过程中 反映有机质变化的 参数有化学耗氧 量、生化需氧量和 挥发性固体。COD 的变化主要发生在 热降解阶段,随后 的阶段趋于平稳。 根据对动物排泄物 堆肥的研究结果可 知,堆料的COD 于700mg/g。干堆 肥时达到腐熟。 Mathur 认为腐熟的 堆肥产品中,BOD 值应小于5mg/g 堆肥。堆肥初期,堆 体温度较高,硝化 细菌因高温而受到 抑制,此时NO 含量出现减少现象,随着堆 体温度下降,硝化细 菌活性逐渐增强, 堆肥过程中NO 量随之显著增加;而铵态氮(NH 在堆肥的最初时期呈增加趋势,而后 急剧下降。因此, 堆肥中氮素的变化 是不容忽视的。可 以用氮素的变化来 描述堆肥的腐熟程 CEC值一般随腐 殖化过程的进行而逐 渐增加。国外研究者通 过CSM试验得出了 CEC 随时间变化的规 imenez等用城市 垃圾和污泥作原料进 行堆肥试验, 认为 CEC 值高于60 cmol/kg。有机质(以灰 小于6时,可认为堆肥 已腐熟。Garcia 等提出 用CEC /TOC 作腐熟 度标准,认为CEC /TOC在3. 5~4时堆肥 即达到腐熟。 碳源是微生物 利用的能源,氮源是 微生物的营养物质。 堆肥过程中,碳源被 消耗,转化成二氧化 碳和腐殖质物质,而 氮以氨气的形式散 失,或变为硝酸盐和 亚硝酸盐,或由生物 体同化吸收,因此碳 和氮的变化是堆肥的 基本特征之一,C 比是最常用于评价腐熟度的参数。Golueke 指出腐熟的堆肥C 值小于20,但许多堆肥原料的C 低,如污泥、农用废弃物等,此时C 就不适于作腐熟度参数。 Chanysak 出检测堆肥样品水萃取成分的变化可找出 合适的堆肥腐熟度参 数。根据对垃圾、污 泥、畜牧业废物、纤 维素类等12 种不同 配比的堆料进行了堆 肥试验可知,水溶性 有机碳/有机氮在5~ 时可认为堆肥已经腐熟,但是腐熟样品 中水相的有机氮浓度 较低,检测困难。有关 报道也建议使用水溶 性有机碳/总有机氮 作为评价腐熟度的指 标,提出有机碳/总有 机氮小于0. 70 作为 腐熟度参考标准。 耗氧速率直接反映堆 肥微生物的活动状况。如 果堆肥微生物生命活动所 需的其它条件(温度、水 分、氧气、微生物种群等) 适合,则微生物活动的减 弱反映了堆肥有机物不足 以维持微生物活动,堆肥 有机质分解趋于稳定,堆 肥接近终点,因此耗氧速 率是评判堆肥腐熟度的有 效手段。郑玉琪等在试验 的基础上分析了利用耗氧 速率判断堆肥腐熟度的可 行性,认为在堆肥高温阶 段末期,耗氧速率下降到 100μLL 以下,可以作为堆肥基本腐熟的标 表1.2生物学指标 指标 微生物活性测试 发芽试验 卫生学指标 内容 反映微生物活性变化的参 数有活性酶、ATPase 和微生物 量。Bulgos 等进行的污泥堆肥试 验表明,ATPase 的变化在堆肥 初期1~3 周内最为显著,腐熟 后的ATPase 稳定在1~2 之间。但是ATPase的测定比较 复杂、需要的设备和投资技巧很 高、原料中如果含有ATPase 制成分对ATPase的结果也有影 响,故不经常使用;Insam等在 研究粪便堆肥试验中,发现经过 翻堆的比未翻堆的微生物量下 降更快,堆体不同区域及不同堆 肥阶段,微生物群落的特征显著 不同,表明其腐熟过程有差别, 为此提出生物分析可作为评价 堆肥腐熟度的合适方法。微生物 好氧速率变化反映了堆肥过程 中微生物活性的变化;氧浓度的 在线监测快速、简单;比耗氧速 ghrVS 时,认为 堆肥腐熟。 未腐熟的堆肥含有 植物毒性物质,对植物的 生长产生抑制作用,因此 可用堆肥和土壤混合物 中植物的生长状况来评 价堆肥腐熟度。椐有关报 道,许多植物种子在堆肥 原料和未腐熟堆肥萃取 液中生长受到抑制,而在 腐熟的堆肥中生长得到 促进,以种子发芽和根长 度计算发芽指数 GI( germination index), GI 大于50%时可认为堆 肥腐熟。Chanyasak 为植物毒性与堆肥初期的降解过程有关,需要适 当的腐熟期以消除这种 植物毒性。但不同植物对 植物毒性的承受能力和 适应性有差异,除草剂残 余、高盐度物质或某些特 殊物质在初始阶段分解 没有正常进行,种子发芽 实验可能是不可靠的,且 需要的时间较长。 主要选 择粪便大肠 菌作为检测 对象,测定 结果表明, 所有经过3d 55以上的 高温堆肥都 能达到国家 (GB7959 87)卫生学指标要求。对 蛔虫卵的杀 灭率达到 100%。 结语堆肥腐熟度的判定是评价堆肥过程及堆肥产品质量的重要尺度,堆肥过程的 复杂程度使得单一指标难以胜任,将物理指标、化学指标与生物学指标结合起来 用以评价腐熟度是较好的分析方法。 参考文献 添加钝化剂对污泥堆肥处理中重金属(Cu.Zn. Mn)形态影响. 中国农业大学学报, 2000, 李国学,张福锁.堆肥化与有机复混肥生产(M). 北京:化学工业出版社, 2000 ,135

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