生活垃圾的养分与重金属含量特征及其农用潜力分析

02结果与分析

典型村镇生活垃圾堆肥指标分析

堆肥是生活垃圾资源化利用的一种有效手段,可有效改变土壤的物理性能和结构,为农作物的生长提供必需的N、P、K等元素。堆肥的关键就是如何更好地满足微生物生长和繁殖所必须的条件,我国农村典型村镇生活垃圾的理化性质如图2所示。

在堆肥过程中,生活垃圾含水率过低,会抑制好氧微生物的繁殖;含水率过高,则会堵塞堆肥物质的空隙,空气难以进入影响通风。李国学等认为:垃圾堆肥过程中微生物分解的最佳含水率为50%~60%,而我国典型村镇生活垃圾的含水率为53.68%,在该最佳范围内。

pH过高或者过低都会使微生物的降解速率降低,有机废物发酵过程适宜的pH值为6.5~7.5,我国典型村镇生活垃圾的pH为7.21,亦在最佳范围内。有机质的含量太低,不能为嗜热菌繁殖提供足够碳源与能源,难以维持高温发酵;有机物含量过高,则会需要大量氧气,否则会发生厌氧反应,根据DB11/272—2014《生活垃圾堆肥场运行管理规范》,适合堆肥的垃圾有机质含量应在40%以上,而我国典型村镇生活垃圾的有机质含量为49.04%,亦在该最佳范围内。

生活垃圾在堆肥的时候需要保持适宜的碳氮比(C/N)(20%~40%),C/N过低或过高都不利于嗜氧菌的生长繁殖,典型村镇生活垃圾C/N为43∶1,略高于最佳范围。此外,磷对微生物的生长也有很大影响,在实际操作中经常将含有大量磷的污泥添加到生活垃圾中进行混合堆肥,以获取适宜的碳磷比(C/P,75%~150%),而我国典型村镇生活垃圾的C/P为144∶1,亦在最佳范围内。

典型村镇生活垃圾中重金属含量分析

生活垃圾堆肥无害化程度较高,减量化效果较为明显,但其在补充作物生长必需营养元素的同时,不可避免地将一些有毒有害物质,如重金属带入到土壤中。本研究测定了我国典型村镇生活垃圾中的7种重金属含量,如图3所示。

由图3可以看出:典型村镇生活垃圾重金属含量Cr>Zn>Cu>Pb>As>Cd>Hg。其中,As含量在0~89.866mg/kg,平均值为7.645mg/kg;Hg含量在0.03~4.337mg/kg,平均值为0.737mg/kg;Pb含量在0.043~169.151mg/kg,平均值为21.798mg/kg;Cd含量在0.074~107.002mg/kg,平均值为3.356mg/kg;Cr含量在8.944~1569.095mg/kg,平均值为108.632mg/kg;Cu含量在3.221~152.548mg/kg,平均值为36.834mg/kg;Zn含量在3.155~945.113mg/kg,平均值为80.093mg/kg。

国内生活垃圾堆肥重金属限量标准

为了对我国农村生活垃圾堆肥重金属含量做出准确客观评价,参考NY525—2011《有机肥料新标准》、GB8172—1987《城镇垃圾农用控制标准》、GB15618—2008《土壤环境质量标准》进行评价,如表2所示。我国典型村镇生活垃圾重金属与NY525—2011相比,只有Cd含量超标1.12倍,As、Hg、Pb、Cd、Cr分别有86.11%、89.58%、91.67%、84.03%、85.42%的样品低于标准。

我国典型村镇生活垃圾重金属含量同GB8172—87相比,只有Cd含量轻微超标,Cd超标1.12倍,生活垃圾中的As、Hg、Pb、Cd、Cr分别有93.58%、98.26%、96.56%、85.71%、97.91%的样品低于标准限值。同GB15618—2008相比,只有Hg和Cd超标,其中Hg超标1.47倍,Cd超标6.71倍,As、Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn分别有95.37%、70.83%、96.53%、56.25%、95.83%、99.31%、97.91%低于该标准限值。

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