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席北斗研究员团队：堆肥在土壤修复与质量提升的应用现状与展望

席北斗研究员团队：堆肥在土壤修复与质量提升的应用现状与展望

分类：手艺和信息
作者：
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宣布时间：2021-10-27
会见量：

【提要形貌】

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席北斗研究员团队：堆肥在土壤修复与质量提升的应用现状与展望

【提要形貌】

分类：手艺和信息
作者：
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宣布时间：2021-10-27 14:19
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(泉源：情形工程)

研究配景

中国作为一个耕地面积占天下耕地面积约8%的农业大国，，，，随着农业集约化的一直普及与生长，，，，土地的使用率与生产率也在一直提高。。。。。。与此同时，，，，太过放牧及耕作也对土壤造成了重大危害，，，，如过量施用化肥、农业放弃物随意燃烧与扬弃等不但会导致土壤贫瘠、地下水污染和天气转变，，，，还造成了资源的大宗铺张。。。。。。仅2017 年，，，，天下农作物秸秆可网络资源量抵达8. 27 亿t ，，，，且以每年5% ~10%的速率递增。。。。。。作为爆发量最大的农业放弃物，，，，绝大部分秸秆被燃烧，，，，只有少部分被用于接纳使用。。。。。。将秸秆直接燃烧或土壤回用，，，，不但会造成资源的大宗铺张，，，，还会导致土壤表层团粒结构受损，，，，致使土壤板结。。。。。。因此，，，，需要寻找一种情形友好且可一连处置惩罚农业放弃物的要领。。。。。。

堆肥笔剖上作为一种将有机质腐殖化的要领，，，，有机放弃物可通过堆肥历程形成大分子胡敏酸，，，，且随着形乐成能基团类型和数目的差别，，，，胡敏酸的结构也有所转变，，，，可凭证差别胡敏酸的特征应用于差别类型污染土壤的修复与质量提升。。。。。。

腐殖质物质(humic substances，，，， HS)作为有机质的主要组分，，，，凭证其能否溶于酸、碱溶液，，，，可分为胡敏酸类物质( humic acid-like，，，， HLA)、富里酸类物质(fulvic acid-like，，，， FLA)和胡敏素类物质(humin-like，，，，HLM)。。。。。。人工合成HLA 结构会受到实验室条件(如pH、温度、试剂浓度、HLA 物质性子) 的影响。。。。。。由于从差别样品中提取获得的HLA 的功效基团类型和结构都不相同，，，，因此现在对HLA 的详细结构组成还没有定论。。。。。。

由于HS 拥有污染物吸赞许氧化还原的特征，，，，在土壤污染修复与质量提升方面(如重金属污染、盐渍土修复、有机氯农药降解、生物质接纳与全球碳循环等，，，，详见图1) 受到了普遍的关注。。。。。。随着国家化肥使用量零增添行动计划及垃圾分类、无废都会建设等政策的鼎力大举推行，，，，使用堆肥处置惩罚分类后的生涯垃圾和农业放弃物等有机废物，，，，不但能有用地对有机放弃物举行接纳，，，，还能将堆肥产品作为土壤肥料或土壤修复剂使用，，，，解决土壤污染修复与质量提升上的双重难题。。。。。。

图1 堆肥污染修复与质量提升

摘要

堆肥作为一种经济有用、情形友好的手艺手段，，，，通过生物强化将垃圾有机质转变为富含多种功效基团的大分子胡敏酸类的产品，，，，可修复和改善土壤质量，，，，将垃圾中的有用资源最洪流平循环牢靠回土壤中，，，，有用解决我国耕地超负荷莳植、有机质一连下降等突出矛盾。。。。。。对现在海内外使用堆肥在土壤修复与质量提升方面的研究举行了综述，，，，对常见土壤污染类型如重金属污染、盐污染和有机氯农药污染的修复以及土壤碳库质量的提升和全球碳循环举行了详细讨论，，，，并展望堆肥应用的未来，，，，以期对以后有机垃圾处置惩罚—胡敏酸类物质工程应用—土壤修复与质量提升全链条深入研究，，，，土壤修复与质量提升手艺的理论依据和增进现实应用的生长提供参考。。。。。。

01

堆肥在土壤中的应用与评价

堆肥在土壤修复中的应用，，，，实质上也是HS对受污染土壤的修复历程，，，，其修复效果与堆肥历程和堆肥产品中HS的含量与质量息息相关。。。。。。若要建设一个以有机放弃物为质料的有机肥料商业化市场，，，，还需对堆肥产品的质量评价提出更高的要求。。。。。。因此，，，，堆肥的生长不但仅要关注堆肥效率，，，，对堆肥产品质量的评价也至关主要。。。。。。

堆肥产品的质量不但受到堆肥质料的种类与泉源的影响，，，，同时堆肥历程中HS结构的演变及微生物降解，，，，也会对堆肥产品的质量爆发影响，，，，堆肥产品也有差别的作用( 如作土壤修复剂或农业施肥)。。。。。�；；；；；；竦酶呤褂眉壑怠⑽裙痰淖钪詹返睦�，，，，也是提高营养元素的留存与有用性、阳离子交流能力，，，，增添并改善有机质泉源的HLA 的堆肥历程。。。。。。堆肥产品的质量越高，，，，在恢复和坚持土壤肥力、增进有毒有害污染物降解和改善土壤性子方面越有用。。。。。。因此，，，，对堆肥产品的评价，，，，不但需要评价其有用性(如养分含量、HLA 的功效团及结构、在土壤中的功效、质量提升效率、质料的剖析与转化机制等)，，，，还要思量到堆肥历程本钱(如堆肥质料和最终产品的运输与生涯、园地和装备等)。。。。。。因此，，，，维持堆肥本钱与高质量堆肥产品之间的相对平衡，，，，才华够增进其在土壤修复与质量提升方面的生长。。。。。�？？？？？才晾性龉幌蠲褚馐硬�，，，，在使用粪便污泥和都会固体废物为质料的堆肥产品中，，，，把堆肥产品质量由低到高划分举行意愿视察，，，，发明堆肥产品质量越好，，，，农民越愿意购置并取代化肥来使用。。。。。。因此，，，，怎样在坚持堆肥本钱的同时，，，，尽可能提升堆肥产品的质量，，，，并建设统一的质量评价系统，，，，还需要越发完善的研究。。。。。。

02

重金属污染土壤的修复

重金属在土壤中具有不可降解性，，，，其很容易进入生物链中，，，，从而危害人类、动物和植物的康健。。。。。。HS可在金属氧化还原历程中充当电子穿梭体，，，，已有研究发明，，，，HS的外貌功效基团可能会与重金属反应形成络合物，，，，从而影响金属离子的浓度与迁徙性，，，，同时HS 的形成也是堆肥历程中有机质腐殖化的主要历程。。。。。。因此，，，，在重金属污染土壤中施用含有HS的堆肥产品，，，，可有用对污染土壤举行修复。。。。。。

1. 六价铬的还原

铬(Cr)是一种可在-2~ +6 氧化态间爆发氧化还原反应的元素，，，，情形中普遍保存的Cr 为Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)。。。。。。氧化的Cr(Ⅵ)具有“三致”性，，，，在情形中以可溶性氧化阴离子的形式( 如CrO2-4 、HCrO-4 和Cr2O2-7 )保存。。。。。。相反，，，，还原态的Cr(Ⅲ)毒性较低，，，，且在维持正常生物体心理功效方面施展着主要的作用。。。。。�；；；；；；乖珻r(Ⅲ)在水和土壤中主要以不溶物的形态保存，，，，如Cr(OH)3 或吸附在土壤矿物外貌的有机金属络合物。。。。。。

Cr(Ⅵ)是一种强氧化剂，，，，通过水和H+ 、矿物外貌的电子转移和简朴有机分子的氧化还原反应，，，，可以在水和土壤等介质中被还原成三价形式的氧化剂。。。。。。从水溶液中去除Cr( Ⅵ) 的古板要领包括还原(沉淀)、离子交流、膜疏散和外貌吸附等。。。。。。近年来，，，，使用情形友好的要领，，，，如细菌、真菌、藻类、工业和农业废物以及HS(特殊是HLA)来治理Cr(Ⅵ)污染也受到了大宗的关注。。。。。。

在大大都对Cr(Ⅵ) 的还原研究中，，，，都是使用商业HLA 或直接从土壤、煤炭或水中提取HLA 来增进Cr(Ⅵ)的还原。。。。。。然而，，，，由于商业HLA 价钱高昂和自然HLA 提取产量较低等缘故原由，，，，限制了HLA 在污染土壤修复中的生长。。。。。。堆肥也被看成一种本钱低廉，，，，且能够稳固而高效地天生HLA 的要领。。。。。。

在HS 对Cr(Ⅵ)的还原中，，，，HS 主要充当了电子供体和电子受体。。。。。。因此，，，，HS 的电子转移能力(electron transfer capabilities，，，， ETCs)是影响Cr(Ⅵ)还原的主要因素。。。。。。由于差别堆肥质料中HS 的ETCs 保存很大差别，，，，因此选择合适的堆肥质料有助于天生大宗具有增进Cr(Ⅵ)还原的特定功效基团和结构的HS。。。。。。

在研究HS 中的哪些功效基团加入了Cr(Ⅵ)还原的问题上，，，，发明HS 组分中的HLA、FLA 和HLM 都拥有还原Cr(Ⅵ)的功效基团，，，，其中包括HLA 的硫醇和酚类功效基、羧基和羰基、苯酚，，，，FLA 的羧基和羟基，，，，HLM 的羧基和羰基等，，，，功效基团的差别与差别的堆肥质料有关。。。。。。且HLA 和FLA的还原效果要优于HLM。。。。。。但除了功效基团的作用外，，，， HS 对Cr (Ⅵ) 的还原还受到pH 值、微生物活性、腐殖化水平和HLA 的分子量等因素影响。。。。。。因此，，，，为战胜生物与非生物条件对HS还原效率的影响，，，，增添堆肥历程中形成HS 的还原位点，，，，还需更深入的探索。。。。。。

2. 铁的氧化还原

Fe(Ⅲ)是自然土壤和沉积物中微生物呼吸的主要电子受体。。。。。。在中性pH 条件下，，，，Fe(Ⅲ) 的消融度很是低，，，，主要形式为贫结晶和结晶Fe(Ⅲ)(氧合)氧化物。。。。。。与其他电子受体(如O2 )差别，，，，微生物很难通过Fe(Ⅲ)微粒，，，，因此Fe(Ⅲ) 很难被带入细胞中，，，，细菌必需使用外膜细胞色素才华将电子从细胞中转移到固态铁矿物上。。。。。。然而，，，，这种电子转移需要细胞与铁(Ⅲ) 矿物直接接触。。。。。。微生物对Fe(Ⅲ) 的还原通�；；；；；；崾艿娇笪锿饷不南拗�。。。。。。电子穿梭可以增进微生物铁(Ⅲ) 还原，，，，自然HS 能够充当电子穿梭机，，，，增进电子供体(如胞外呼吸菌) 和电子受体(如Fe 和Mn 矿物) 之间的电子转移，，，，研究发明，，，，堆肥历程中天生HS的醌含量和芳香度与Fe(Ⅲ)的还原效率呈正相关。。。。。。因此，，，，含高浓度HS的堆肥产品在Fe 氧化还原中拥有重大的应用潜力。。。。。。

土壤中Fe 的氧化还原循环历程实质上是电子转移的历程，，，，其循环速率受到土壤微生物和有机质的影响。。。。。。土壤中Fe 的循环除了会影响C、N 和P 等营养元素的转化外，，，，照旧许多金属与准金属的主要反应界面，，，，进而影响金属污染物在土壤中的运气和流动性。。。。。。如Parsons 等发明重复的Fe 氧化还原循环能有用降低As 的流动性，，，，且在还原条件下游动性的降低高达45%。。。。。。除了As 外，，，，其他有毒金属(如Cd、Cu 和Zn 等)，，，，也能够通过多次氧化还原循环而牢靠在Fe 氧化物上，，，，但其牢靠效率与土壤有关，，，，在草地中的牢靠(95%的Cd、100%的Cu 和30%的Zn)效率要优于耕地，，，，这可能是草地中Mn 含量较高且Mn 的吸附能力比Fe 强所致。。。。。。

由于HS 外貌保存许多与氧化还原有关的活性功效团，，，，可以进一步催化包括多种有机污染物在内的离子与分子的氧化还原。。。。。。且HS 也可通过微生物的剖析作用，，，，将电子转移到低结晶和高结晶Fe(Ⅲ)矿物中。。。。。。因此，，，，土壤中HS 具有增进Fe 氧化还原循环速率的能力。。。。。。且堆肥历程中天生的HLA 也能够有用地增进Fe(Ⅲ)还原，，，，从而加速土壤中Fe 氧化还原循环的速率。。。。。。

这种沿着时空的氧化还原梯度爆发的氧化还原反应序列转变也与微生物的活性有关。。。。。。一样平常来说，，，，Fe 氧化菌和Fe 还原菌越多，，，，活性越强，，，，Fe 氧化还原速率也就越快。。。。。。现在，，，，关于使用HS 作为电子供体增进Fe(Ⅲ)还原速率的腐殖质还原菌也逐渐受到关注，，，，如Geobacter metallireducens 和Shewanella alga，，，， Leucobacter、Clostridium sensu stricto 和Sporosarcina，，，， Pseudomonas geniculata PQ01等，，，，都被报道能够增进Fe 的还原。。。。。�？？？？？梢酝撇�，，，，在重金属污染土壤中施用含有HS 的堆肥产品，，，，不但有助于Fe 的氧化还原循环，，，，也有利于其他重金属的生物牢靠作用。。。。。。

综上所述，，，，堆肥天生的HS 施加到受污染土壤中时，，，，既可以与微生物配相助用增进重金属的还原，，，，也可以通过增进Fe 的氧化还原而影响重金属的迁徙与转化，，，，从而完成对受重金属污染土壤的修复。。。。。。

03

盐渍土的修复

土壤退化是天下干旱和半干旱地区作物可一连生产的主要障碍。。。。。。土壤盐分和养分的缺乏都会对全球农业组成严重威胁。。。。。。天下上约有20%的耕地面积和50%的浇灌农田受到了土壤盐分的影响。。。。。。随着受污染水源的直接浇灌和化肥制品的过量使用，，，，预计受过量盐影响的地区将一直扩大。。。。。。别的，，，，降水量的限制、水分蒸发、水土治理不善等因素也导致土壤盐分进一步加重。。。。。。过量盐浓度不但会改变土壤理化性子，，，，并且还会对土壤的结构稳固性和容重爆发倒运影响，，，，最终影响作物的产量，，，，增添黏土的疏散性，，，，降低土壤的渗透性。。。。。。当碱度过高时还会导致土壤爆发结构性问题，，，，如消融、膨胀，，，，以及一些会导致土壤外貌结壳和硬化的因素(这些历程都属于物理历程)等。。。。。。寻找情形友好手艺改善盐渍土并提高作物生产力是目今盐渍土修复的要害。。。。。。由于微生物能通过种种反应恢复退化土地的肥力，，，，现在常使用微生物活性对盐渍土举行复垦。。。。。。微生物还能够通过固氮作用和要害营养素(P、K、Fe)向作物的迁徙来提高养分的生物使用度，，，，同时通过改善土壤的群集性和稳固性来修复土壤结构。。。。。。近年来，，，，在盐渍土的复垦中泛起了许多新的手艺，，，，如物理改良(深耕、亚土、砂光和剖面反演)、化学改良(用石膏、氯化钙和石灰石改良土壤等改良质料)和电复垦(用电流处置惩罚)等。。。。。。

现在，，，，使用富含HS 的堆肥产品作为受盐污染土壤的土壤改良剂和有机肥料也受到了越来越多的关注。。。。。。使用情形友好的有机改良剂(如都会生涯垃圾、动植物肥料和农业放弃物等的堆肥产品)对土壤举行修复，，，，有利于提高土壤的可一连性。。。。。。这些有机改良剂的应用显著改善了盐渍土和土壤有机质的物理、化学和生物性子。。。。。。施用上述有机改良剂还显著增添了受盐影响土壤中的养分浓度，，，，包括N、P、K、有机碳、微生物生物量和酶活性等。。。。。。使用富含HS 的堆肥产品对盐渍土举行复垦不但改善了土壤的结构和渗透性，，，，提高盐分淋溶，，，，镌汰表层蒸发和抑制表层土壤盐分积累，，，，同时还降低了土壤微生物呼吸和剖析历程中释放的CO2 。。。。。。堆肥产品向土壤中一连释放氮不但改善了土壤肥力，，，，并且还改善了土壤有机质矿化的条件。。。。。。堆肥有机质矿化受到许多因素的影响，，，，包括质料的碳氮比、堆肥条件、堆肥成熟度、堆肥周期和质量等。。。。。。别的，，，，盐度(如KCl 和K2SO4) 的增多还对有机质矿化有刺激作用。。。。。。虽然堆肥产品提供的磷含量与无机肥料相当，，，，但堆肥效应却能够恒久保存。。。。。。

可是，，，，由于营养物质向生态敏感受体的运输，，，，土壤剖面中微量元素的积累及其加入食物链历程等缘故原由，，，，堆肥产品也可能保存潜在的生态和康健危害。。。。。。过量施用低质量的堆肥产品会导致污染物在土壤中积累，，，，从而影响微生物的新陈代谢。。。。。。同时，，，，非选择性的质料网络和堆肥会导致植物和土壤中重金属的积累，，，，从而致使其生物量、叶绿素含量和光合效率降低。。。。。。施用堆肥产品还会增进硝化历程，，，，在没有作物能够吸收矿化硝酸盐的情形下，，，，易造成地下水的污染。。。。。。

在施用堆肥产品一准时间内，，，，土壤中的重金属含量提升有限，，，，还缺乏以将土壤归类为受污染的土壤，，，，但在网络堆肥质料时，，，，仍应增强疏散能力，，，，尽可能降低最终堆肥产品中的重金属含量，，，，提高产品中的HS(特殊是HLA)浓度，，，，并对堆肥产品举行适当的危害评价，，，，从而将土壤污染的危害降到最低。。。。。。现在关于堆肥产品潜在危害的判断还需要进一步的研究。。。。。。

04

有机氯污染物的降解

双对氯苯基三氯乙烷(dichlorodiphenyltrichloroethane，，，，DDT)是在天下规模内普遍使用的合成杀虫剂。。。。。。然而，，，，由于其会通过食物链对野生动物和人体康健爆发不良影响，，，，现在在许多国家已榨取使用。。。。。。人体与低浓度的DDT 直接接触会导致头痛、恶心、吐逆、精神庞杂和震颤等症状。。。。。。别的，，，，DDT 在体内的积累不但会影响神经系统，，，，增添肿瘤的爆发概率，，，，还被发明与胰腺癌等病症的爆发有关。。。。。。美国情形�；；；；；；な�(EPA)已将DDT 及其代谢产品DDD(1，，，，1-二氯-2，，，，2-双(4 氯苯基)乙烷)和DDE(1，，，，1-二氯-2，，，，2-双(4 氯苯基)乙烯)列为优先污染物。。。。。。然而，，，，在一些生长中国家，，，，DDT 仍被用于公共卫生领域。。。。。。

对有机氯污染土壤的修复已成为情形�；；；；；；さ挠畔仁孪�。。。。。。在对物理、化学和生物修复要领的比照中，，，，发明只管物理和化学修复要领比生物修复要领生效更快，，，，但对受污染土壤造成的破损性和侵入性也更大，，，，能耗更高，，，，本钱也比生物修复更腾贵。。。。。。近年来，，，，使用情形友好的质料(如动物粪便堆肥等) 对有机氯污染土壤举行生物修复也最先受到了大宗关注。。。。。。

堆肥历程是外源性降解微生物的主要泉源，，，，这些微生物可用于降解污染物或将污染物转化为毒性较小的物质。。。。。。据报道，，，，堆肥历程中保存能够降解种种有机污染物的微生物。。。。。。然而，，，，现在关于堆肥中微生物降解DDT 的研究还相对较少。。。。。。

已有研究批注，，，，施肥可能会影响土壤中农药的降解。。。。。。如Deng 等发明，，，，在淹水态、最大持水量和相对含水量为60% 的壤土样中施加鸡粪堆肥产品，，，，可有用增进消融有机碳的天生与p，，，， p’-DDT 的降解，，，，且堆肥产品的施加量越多，，，，p，，，， p’-DDT 降解速率越快。。。。。。在淹水态条件下，，，，Deng 等也发明鸡粪和活性污泥的堆肥产品也对黏土样中的p，，，， p’-DDT 具有降解作用，，，，且在施用黏土干重2%的鸡粪堆肥和黏土干重3%的活性污泥堆肥产品时，，，，降解率最好，，，，降解率划分为34. 8% 和45. 7%，，，，说明在特定土壤条件下堆肥产品具有降解DDT 污染物的能力，，，，而这些降解功效可能与堆肥历程中天生的真菌有关。。。。。。

Purnomo 等研究发明:在牛粪堆肥历程疏散出的14 株真菌中，，，，大部分与Mucor circinelloides 和Galactomyces geotrichum 菌关系亲近，，，，且在30，，，，60 ℃ 的马铃薯葡萄糖液体作育基中均展示出很强的降解DDT 的能力。。。。。。将这些真菌疏散出来，，，，发明其在灭菌和未灭菌土壤中仍具有降解DDT 能力，，，，这展示了堆肥历程中可降解有机氯污染物的真菌接种到土壤中的可能性。。。。。。另外，，，，Wu 等从木薯渣堆肥中疏散出的Kocuria rosea HN01 菌株，，，，该菌株能有用对p，，，， p’-DDT举行脱氯，，，，脱氯率抵达71. 3%。。。。。。Saima 等研究蘑菇渣堆肥样中的Pleurotus ostraetus 菌对4 种六氯环己烷(Hexachlorocyclohexane，，，， HCH) 降解作用，，，，发明未灭菌堆肥样和土壤样中的降解效果最好，，，，对α-HCH异构体、β-HCH 异构体、γ-HCH 异构体和δ-HCH 异构体的降解率划分为58%、26%、45%和64%，，，，其次是堆肥样未灭菌和土壤样灭菌的处置惩罚组。。。。。。说明这些真菌在有机氯污染物降解历程中施展了至关主要的作用。。。。。。并且Saima 等还发明，，，，在对堆肥样举行灭菌处置惩罚后，，，，土壤样中的HCH 异构体降解率显着减小。。。。。。更进一步说明堆肥历程中天生的真菌在有机氯污染物降解中主要性。。。。。。

虽然现在已经在堆肥中发明了许多能够降解有机氯污染物的真菌，，，，可是，，，，也应思量到堆肥与土壤情形之间的差别。。。。。。在研究生物活性较强的堆肥时，，，，不应忽略微生物以外条件的作用。。。。。。好比，，，，在大大都情形下，，，，高温能够增进有机氯污染物的降解，，，，然而这是由于特定的嗜热微生物的作用照旧高温的加速降解起主导，，，，还需要更深入研究。。。。。。同时，，，，有机氯污染物在堆肥历程中的赋存状态也会受到其他因素的影响，，，，如堆肥质料、翻堆次数和有机质的吸附等。。。。。。

05

植物修复后的生物质接纳

关于重金属污染土壤，，，，大大都古板处置惩罚要领不但修复本钱高、费时艰辛且手艺重大难以管控，，，，还会爆发二次污染。。。。。。使用植物和微生物去除有毒的情形污染物称为生物修复。。。。。。与物理化学要领相比，，，，植物修复作为一种高度跨学科手艺，，，，具有本钱低、破损性和情形扰动小等优点，，，，在全球规模内受到亲近关注，，，，并已成为现在重金属污染土壤修复的一大研究热门。。。。。。因此，，，，对重金属植物修复后的生物质举行后续处置惩罚也至关主要，，，，若是处置惩罚不当则会造成严重的情形污染。。。。。。由于将生物质举行腐殖化处置惩罚后施肥对改善土壤性子和增进植物生长都有起劲影响，，，，因此堆肥具有处置惩罚植物修复后生物质的潜力。。。。。。然而，，，，相比于植物修复的研究，，，，现在关于植物修复后的生物质堆肥处置惩罚报道还较量少。。。。。。

植物修复后的生物质中还含有许多营养因素，，，，若有机质、氮和磷等，，，，既要思量到营养元素的接纳再使用，，，，也不可忽视其中保存的有毒物质，，，，因此为获得无毒无害的堆肥产品，，，，现在主要思量通过以下2 种要领来改善堆肥历程。。。。。。

1)与其他堆肥质料混淆:通过将富含重金属的生物质质料与未受污染的干物质和其他生物可降解物质质料以高比例混淆，，，，不但能够增添堆肥最终产品中的HLA 含量，，，，还可以将总重金属含量降到最低，，，，但这项要领需要对混淆物的因素举行一连亲近的关注，，，，以避免可能会造成的污染。。。。。。堆肥质料的混淆，，，，能够让植物修复后的生物量中的重金属以低浓度的形式返回土壤中，，，，不但有利于养分的恢复，，，，且使用采后就地堆肥的方法也被以为是一种高效处置惩罚有害质料的要领。。。。。。

2)镌汰堆肥中的可浸出金属:主要是通过外加化学药剂镌汰堆肥中可浸出重金属的含量，，，，如Singh等在工厂网络含有多种重金属的水葫芦，，，，并在30 d 的堆肥试验中发明，，，，加入石灰显著地降低了堆肥历程中的水溶性金属(Zn、Cu、Fe 和Cr)、酸透可浸出金属(Zn、Cu、Fe、Ni 和Cr) 和可浸出金属(Zn、Fe、Ni、Cr 和Cd)。。。。。。

在将植物修复后的生物质堆肥试验中，，，，Uhram S等将从填埋场渗滤液渠道中网络的芦苇和香蒲划分与有益微生物(包括酵母菌、红假单胞菌和热酸菌) 和红糖混淆堆肥，，，，对堆肥后的样品举行测定，，，，发明芦苇和香蒲堆肥样中的金属含量均低于韩国污泥接纳堆肥标准的10%，，，，且其中的有机质、碳氮含量均高于商业肥料，，，，批注植物修复后的生物质堆肥使用的可能性与高效性。。。。。。别的，，，，Uhram S 等还通过对油菜和麻栎这2 莳植物施肥举行盆栽试验，，，，经由比照，，，，施肥后植物的生物量比未施肥植物的生物量有显着增添，，，，且麻栎中重金属的生物积累与未施肥相比没有显著差别，，，，但油菜中Zn 的积累显著高于未施肥土壤，，，，推测这可能是由于从填埋场中取的土壤含有一定浓度的重金属和土壤的稀释效应，，，，导致油菜的生长受到限制，，，，最终使积累重金属浓度升高。。。。。。使用植物修复后的生物质举行堆肥，，，，应关注其可能造成的土壤污染与随后在植物中保存的潜在生物积累。。。。。。然而，，，，现在关于使用堆肥处置惩罚这种生物质的研究较量少，，，，而Uhram S的研究又集中在填埋场的植物修复生物量堆肥接纳与土壤施肥，，，，并不可完全展望其他区域的植物修复后生物质堆肥情形。。。。。。

06

土壤有机碳的牢靠

土壤是陆地上最大的碳源蕴藏库，，，，土壤碳库含量是大气碳含量的3 倍左右。。。。。。太过的放牧与耕作，，，，导致全球土壤一直退化，，，，并向大气中运送大宗的CO2，，，，从而使土壤有机碳含量下降。。。。。。土壤碳库的转变会对全球碳循环造成重大影响。。。。。。土壤有机碳的转变受到诸多因素的影响，，，，如情形因素(降雨频率和植物败北)、全球变暖、生态系统的转变、森林砍伐与造林等。。。。。。

土壤中有机碳的长期性和稳固性主要取决于土壤中活性碳库与惰性碳库的比值，，，，比值越小，，，，说明土壤有机碳越稳固。。。。。。这主要是由于活性碳很容易被微生物降解成CO2 排放，，，，因此并不会影响土壤自己碳库的含量。。。。。。这也证实晰像恒久施肥这种增添土壤活性碳的要领，，，，并不会对土壤中有机碳的稳固性爆发太大的影响，，，，但有研究批注，，，，对氮肥举行一定的处置惩罚(如聚合物包膜尿素或生物炭包膜尿素)，，，，也能增强有机碳的形成与稳固。。。。。。然而使用堆肥产品对土壤举行恒久施肥，，，，由于堆肥产品中含有大宗的HS，，，，可通过HLA 和HLM 的固碳作用，，，，最终增进土壤有机碳的牢靠。。。。。。综上所述，，，，可以使用富含HS 的堆肥产品来牢靠土壤中的有机碳。。。。。。且用于堆肥产品中HS的浓度与疏水性越高，，，，越有利于封存土壤中的不稳固有机化合物，，，，降卑微生物的矿化，，，，镌汰从土壤中排放出的CO2。。。。。。

除了增添土壤中有机碳的含量外，，，，对土壤有机碳含量的视察也十分主要。。。。。。相比对整个土壤有机碳的视察，，，，Chen 等建议检测土壤中不稳固性有机碳，，，，能更直观反应土壤有机碳的稳固状态。。。。。。由于现在土壤碳损失在逐年增添，，，，怎样有用增添土壤碳库中稳固性有机碳的含量，，，，照旧现在全球碳循环研究的一大重点。。。。。。在改善全球碳循坏时，，，，除了关注土壤HS外，，，，还要注重其他因素对土壤的作用，，，，如土地使用方法的转变，，，，天气、水土的侵蚀作用，，，，土壤治理步伐的改变等。。。。。。

07

堆肥产品应用危害评价

在全球对肥料需求一连增添的情形下，，，，堆肥应用的扩展与治理也变得越发主要。。。。。。但现在我国垃圾分类治理制度还未完善，，，，堆肥质料种类差别且泉源各异(大部分为农业放弃物，，，，小部分为粪便和都会生涯垃圾)，，，，若堆肥不完全，，，，质料中携带的病原体与无机或有机污染物很有可能留存下来，，，，随着堆肥产品的施用而进入情形中。。。。。。同时，，，，差别质料堆肥历程中的HS 的功效基团和结构演化也不相同，，，，其转化机理也尚不明确，，，，因此还无法稳固获得能够高效修复特定土壤污染的堆肥产品。。。。。。另外，，，，对使用关于堆肥评价的潜在生态危害因素(如堆肥产品重金属浓度、挥发性有机物的爆发与排放、堆肥历程中释放的恶臭等)差别，，，，对堆肥手艺应用的危害评价仍没有一个统一的要领。。。。。。

对堆肥历程和堆肥产品举行准确的危害评估是堆肥在土壤修复方面普遍应用的条件，，，，为此需要寻找对差别堆肥质料和堆肥产品都适用的生态危害因素指标，，，，依据该指标改善堆肥历程从而高效获得稳固的堆肥产品。。。。。。

08

讨论与展望

与古板的物理、化学要领相比，，，，堆肥要领越发经济有用，，，，切合可一连生长的绿色看法。。。。。。堆肥作为一种将有机质稳固腐殖化的要领，，，，凭证差别的土壤需求，，，，堆肥产品自己还可以使用小分子HLA 来提升土壤有机质，，，，真正实现“以废治废”，，，，在土壤污染修复与质量提升方面拥有重大的应用远景。。。。。。但现在对土壤样品的原位检测也发明，，，，HLA 物质在土壤中一样平常为大分子类物质，，，，这与土壤中视察到的HLA 分子形态有显着区别，，，，其缘故原由有待探讨。。。。。。

虽然堆肥能够有用对有机废物举行回用，，，，但也保存一些弱点，，，，如收益较低、堆肥周期长、堆肥产品质量不稳固、运输与贮存本钱较高等。。。。。。因此，，，，相识堆肥生物降解历程中HS 转化及相关作用机理，，，，是跨越影响堆肥生长障碍的主要条件。。。。。。

因此，，，，未来堆肥方面的研究偏向主要包括:1)研究差别条件(如高温、添加外源物、微生物接种等)对堆肥产品HS 结构和堆肥周期的影响；；；；；；2)进一步探明HS 在堆肥历程中的演化机制，，，，从而获得大宗具有特定功效的HS；；；；；；3)实验差别有机放弃物之间的共堆肥或污染源就地堆肥，，，，镌汰运输与贮存本钱；；；；；；4)关于HS的土壤理化性子改良以及修复作用之间保存的异同且与HS 种类关系，，，，还需要进一步研究。。。。。。随着研究的一直深入，，，，堆肥历程与堆肥手艺的一直刷新会使最终的堆肥产品向更环保、更廉价、更高质量、更大规模使用的偏向生长。。。。。。

泉源：张传严,席北斗,张强,柏思聪,赵昕宇.堆肥在土壤修复与质量提升的应用现状与展望[J].情形工程

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