“零浪費(fèi)”趨勢(shì)可能會(huì)有生物固體形式的朋友。生物固體是城市污水處理系統(tǒng)處理生活垃圾后產(chǎn)生的一種物質(zhì)。過(guò)去，大多數(shù)固體物質(zhì)被轉(zhuǎn)移到垃圾填埋場(chǎng)。然而，過(guò)去幾十年開(kāi)發(fā)的工藝可以產(chǎn)生“優(yōu)質(zhì)”的生物固體。
這些新的“EQ”生物固體污染物和病原體含量低，但營(yíng)養(yǎng)成分含量高。它們可以應(yīng)用于需要肥料和其他土壤健康改善的農(nóng)業(yè)或城市土壤。它重復(fù)使用以前的“廢物”材料，并在此過(guò)程中幫助環(huán)境。
生物固體很有價(jià)值，因?yàn)樗鼈兏缓?，是植物的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。然而，植物只能利用生物固體中的少量氮作為肥料。這部分稱(chēng)為生物可利用氮。
弗吉尼亞理工大學(xué)的研究員奧迪尼阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)，“當(dāng)我們向土壤中添加生物固體時(shí)，我們需要知道有多少氮會(huì)變得生物可利用。”“我們希望提供足夠健康的作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量，但不是剩余的氮。”
那是因?yàn)樘嗟牡獣?huì)污染環(huán)境。它可以進(jìn)入地表水和地下水，影響水生生態(tài)系統(tǒng)。“這是支持植物生長(zhǎng)，而不是污染之間的平衡，”阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)。
在一項(xiàng)新的研究中，Alvarez-Campos和她的同事測(cè)試了城市土壤中不同生物固體產(chǎn)品中氮含量的生物有效性。他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)復(fù)雜的因素。城市土壤的退化可能會(huì)降低生物固體對(duì)植物的氮利用率。
“城市土壤經(jīng)常被壓實(shí)和退化。它們的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)成分很低，”阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)。人類(lèi)活動(dòng)，如建筑和重型車(chē)輛交通，可以減少城市土壤。
“生物固體具有幫助恢復(fù)這些土壤所需的功能，”阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)。例如，生物固體中的有機(jī)物可以減少土壤壓實(shí)。這可以使土壤更容易培養(yǎng)，并幫助植物的根生長(zhǎng)。固體還可以增加土壤中水分的滲透和保留，這對(duì)植物的生長(zhǎng)非常重要。
研究人員測(cè)試了五種不同的生物固體產(chǎn)品。所有產(chǎn)品都具有“卓越的品質(zhì)”。一些生物固體與其他物質(zhì)混合。這些材料包括干燥的有機(jī)和礦物材料。目標(biāo)是干燥生物固體。
阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)：“將生物固體應(yīng)用于城市地區(qū)的主要挑戰(zhàn)之一是其高含水量。高水分含量的生物固體產(chǎn)品更難運(yùn)輸、處理和傳播。
研究表明，不與木質(zhì)材料混合的生物固體產(chǎn)生的生物有效氮含量高于與木質(zhì)材料混合的生物固體。城市土壤有機(jī)質(zhì)含量低，粘土含量高，降低了生物固體中生物有效氮的含量。它們也降低了實(shí)驗(yàn)室方法估算有效氮的有效性。
此外，研究人員還研究了一種常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室方法，該方法提供了生物固體氮有效性的最佳估計(jì)。這種方法稱(chēng)為7天厭氧培養(yǎng)。阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)：“它顯示了作為生物固體中氮有效性指標(biāo)的最大潛力。
理解退化土壤中氮的有效性可能較低是關(guān)鍵。阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)：“這將有助于調(diào)整生物固體的施用率，以匹配土壤退化的程度。
這些發(fā)現(xiàn)是重要的第一步。研究人員正在評(píng)估快速測(cè)試的可靠性，以評(píng)估應(yīng)用于城市土壤的生物固體的氮有效性。他們也希望擴(kuò)大自己的研究領(lǐng)域。“在這項(xiàng)研究中，我們使用了代表弗吉尼亞西南部城市土壤的土壤，”阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)。未來(lái)的研究將評(píng)估生物固體的應(yīng)用對(duì)更多種類(lèi)的城市土壤和景觀的影響。
阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)：“將生物固體回收到土壤中是最可持續(xù)的廢物管理方法之一。"它將碳和養(yǎng)分(如氮)返回土壤，并有助于植被的生長(zhǎng)."
如果生物固體不適合農(nóng)田或城市景觀，它們將被填埋或焚燒。阿爾瓦雷斯-坎波斯說(shuō)：“當(dāng)應(yīng)用于土壤時(shí)，生物固體成為一種有價(jià)值的資源，而不是令人不快的廢物。
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