生活垃圾的养分与重金属含量特征及其农用潜力分析

欧美国家堆肥重金属含量限制标准

我国典型村镇生活垃圾重金属含量与欧美国家相关标准(表3)相比,Hg含量均低于欧美国家标准,以Hg含量的最低值0.8mg/kg为标准,我国典型村镇生活垃圾中有86.11%样品中的Hg低于该标准。Pb的含量均低于欧美国家标准,以Pb含量的最低值140mg/kg为标准,97.92%的生活垃圾样品中的Pb低于该标准。

Cd的含量均高于欧美国家的标准,若以3mg/kg为标准,我国典型村镇生活垃圾中有84.72%的Cd低于标准;若以2mg/kg为标准,我国典型村镇生活垃圾中有80.56%的Cd低于标准;若以1.5mg/kg为标准,则有74.31%的垃圾样品中Cd含量低于标准。Cr的含量高于意大利和德国标准,超标1.09倍,低于加拿大、瑞士、荷兰的标准,以最低值100mg/kg为标准,我国典型村镇生活垃圾中有62.5%的Cr低于该标准。

Cu的含量均低于欧美国家标准,以最低值100mg/kg为标准,我国典型村镇生活垃圾中有99.31%的Cu低于标准。Zn的含量均低于欧美国家标准,以最低值90mg/kg为标准,我国典型村镇生活垃圾中有67.36%样品的Zn低于标准。

我国村镇生活垃圾堆肥的可行性分析

研究发现,我国典型村镇生活垃圾除了C/N略高之外,其余指标均符合堆肥最佳条件。而C/N较高会使微生物必须经过多次生命循环,氧化掉过量的碳,直到达到一个合适的C/N供其进行新陈代谢,延长发酵时间。而且堆肥的产物施用到土壤后,会夺取土壤中的N元素,造成“氮饥饿”,影响堆肥制品质量,但可以通过添加粪便或氮肥水进行调节。由此,生活垃圾C/N略高的问题可以经济有效地解决,我国农村生活垃圾在肥效方面具有堆肥潜力。

我国典型村镇生活垃圾重金属含量与国内相关标准相比,只有Hg和Cd超标,与欧美国家相比,只有Cd、Cr超标。谢思琴等的研究发现:若单独施加垃圾肥会使得蔬菜中重金属的累积量增加,但若在施肥同时加入0.5%~1%的CaCO3可以有效解决问题;与单独施加垃圾肥相比,As下降4%~60%,Pb下降29%~41%,Cr下降5%~46%,Cd下降9%~42%,Cu下降2%~24%。李七伟等研究表明:堆肥处理对垃圾中重金属总量减少的影响较小,但会使得垃圾中铁锰氧化物结合态Cd比例提高8.7%,有机结合态Cr增加26.7%,Hg、Pb、As则表现为残渣态比例上升。

总体而言,我国农村生活垃圾重金属含量较低,具有较好的堆肥化潜力,但鉴于重金属有难迁移、容易富集、危害大等特点,仍需重点关注。

03结论：我国村镇生活垃圾具有一定肥效

重金属含量相对较低具有较好的堆肥化潜力

1)典型村镇生活垃圾的含水率为(53.68±8.84)%、pH为7.11±0.56,有机质含量为(49.04±10.49)%,C/N为43∶1,C/P为144∶1,除了C/N略高,其余特性均适合进行堆肥化处置。

2)典型村镇生活垃圾的重金属含量较低,As、Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn含量分别为(7.645±8.729),(0.737±0.480),(21.798±17.606),(3.356±11.012),(108.632±84.011),(36.834±10.905),(80.093±42.237)mg/kg,与国内相关标准相比,只有Hg、Cd超标,最大超标率分别为29.17%、43.75%;与欧美相关标准相比,只有Cd、Cr超标,最大超标率分别为25.69%、37.50%。

3)总体上,我国村镇生活垃圾具有一定肥效,重金属含量相对较低,具有较好的堆肥化潜力。堆肥化处置过程中可以适当添加粪便、氮肥水等进行C/N比调节。此外,考虑到少数重金属超标的风险,堆肥前应尽可能对垃圾进行分选分类。堆肥产品亦适合于非农用土地的土壤改良。

文章出版：《环境工程》2017年第7期。文：王瑜堂，岳波，吴小卉，黄启飞，张军，李志龙，於俊颖

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