污泥堆肥腐熟度的检测与评价

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1、污泥堆肥腐熟度的检测与评价　　摘要：介绍了污泥堆肥腐熟度的概念及时其进行评价的必要性，并结合我国污泥堆肥腐熟度评价的现状介绍了美国、加拿大等发达国家的堆肥腐熟度研究情况。指出在我国建立一套堆肥腐熟度评价标准势在必行。　　关键词：污泥堆肥腐熟度评价方法　　腐熟度(maturity)是衡量污泥堆肥成熟程度的参数。BrodieHerbertL[1]认为不应将污泥堆肥腐熟度和污泥堆肥质量相混淆，腐熟即指堆肥原料所含的能量和营养物质形成了稳定的腐殖质，而所谓腐熟度即堆肥完成度，即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[2]。　　污泥堆肥产品必须腐熟，若

2、腐熟不完全就施于农田则易造成根部缺氧腐烂，并释放出有毒物质[3]，且增加土壤中某些重金属离子的溶解性[4]。当前国内深圳、无锡等地已建立了几家污泥堆肥厂，因此建立污泥堆肥腐熟度评价标准既是保证农田安全使用的需要，也是堆肥工艺改进、产品市场化的客观要求。　　　　1单项检测参数　　同济大学李国建探讨了堆肥过程中耗氧速率的基金顷目：上海市科学技术发晨基金重点项目测定，指出用耗氧速率容易区分开一次发酵期和二次发酵期，将其作为腐熟度指标具有定量化的优点[4]。堆肥腐熟度评价指标分为三类[5]：物理学指标、化学指标和生物学指标。物理学指标包括温度、气味、颜色；化学指标

3、包括化学需氧量、挥发性固体含量、易降解有机质、腐殖质物质的变化、C／N等；生物学指标包括微生物活性测试和发芽试验。物理学指标易于定性描述堆肥过程所处的状态，因此可作为试验的经验判断，但用作评价则缺乏可比性，因此寻找合适的化学指标评价腐熟度是众多研究者所努力的方向之一，这方面的研究比较广泛深入。同时为了检验堆肥对植物的毒性，常用堆料中微生物活性的变化及对植物生长的影响来评价堆肥腐熟度，这就是所谓的生物学指标。　　国外关于腐熟度的检测有一些商业检测方法，比较著名的有Solvita测试法[6]、Dewar自热测试法[7]。　　Solvita测试法：该测试法由美国

4、WoodsEnd研究实验室提出并申请了专利，已广泛应用了二十几年，有十三个国家采用了该方法，瑞典、丹麦、西班牙、挪威已经将该方法作为官方测试方法[2]。该测试方法以现代凝胶技术为基础，操作简易、快速，可在4h内得出结论。将样品放入密闭小杯中并防入一个信号器，该信号器能反映CO2的存在，对照颜色表可得出结论，颜色对照表从1到8变化，读数越大则腐熟程度越好。　　Dewar自热测试法：基于最初欧洲的自热测试标准方法，由WoodsEnd实验室总结整理。先调节测试样品的水分，然后插入一支温度计，温度计距瓶底大约5cm。样品放入一个绝热真空瓶中，这样置于室温至少5d，

5、但不超过10d，并测试每天的最高温度，其结果即为腐熟过程的最高升温。该方法的缺点是测试结果只能区分腐熟和不腐熟，时间较长，但比较直观，具有很强的操作性。测试结果分为I-V五个等级来评价。　　此外还有其他测试方法，例如CO2探管测试法等。　　　　2综合评价指标　　由于单项评价参数难以准确评价污泥堆肥腐熟度，所以必须选择几项适当合理的测试参数综合评价污泥堆肥腐熟指标。中国农业大学李国学提出用化学和生物学参数相结合来评价堆肥腐熟度[8]；FrostDonnaIannotti[9]、LWu[10]等认为腐熟度的检测应该包括腐熟程度的检测和稳定程度的检测，腐熟程度的

6、检测主要侧重于堆肥产品后续使用对植物的影响，如水芹植物毒性测试；稳定程度的检测则侧重于生物学性质和微生物活性，如耗氧速率。　　国内　　污泥通过堆肥达到腐熟基本可消除有毒有害的有机物，稳定N、P营养元素，消除恶臭，消灭病原体[11]。我国还未制定准确的评价堆肥腐熟度的标准参数和方法，评价方法多参考《粪便无害化卫生标准》，该标准主要从卫生学的角度来评价堆肥的腐熟程度，堆肥成熟的标志是物料呈黑褐色，无臭味，手感松散，颗粒均匀，蚊蝇不繁殖，病原菌、寄生虫卵、病毒以及植物种子均被杀灭[12]。显然这些指标感性较强，但较难定量，作为评价标准存在很大局限性，已不适应当前

7、堆肥的研究和堆肥产品的市场化。　　同济大学对污泥堆肥腐熟度的评价作了较多的研究，提出用模糊数学模型综合评价污泥堆肥的腐熟度。　　国外　　国外关于腐熟度的评价更多是建立在以有机固体废弃物为原料的基础上的，其中包括畜禽粪便、城市垃圾、厨余、庭院废物及城市污泥。　　在美国，将堆肥列人生物固体、肥料进行统一管理。污泥为农业利用占有相当比例。美国加利福尼亚州堆肥质量委员会(CCQC)是一个致力于制订统一的堆肥质量标准以促进堆肥产品的生产和使用的官方组织。该组织提出标准的制订原则：测试必须简易、快速、可靠且适合不同原料不同工艺的堆肥产品的评估。提出的评价标准为：堆肥试

8、样首先必须满足C／N≤25，因为该值如过高则微生物就会争夺土壤中的