“零浪費”趨勢可能會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)。過去，大多數(shù)固體物質(zhì)被轉(zhuǎn)移到垃圾填埋場。然而，過去幾十年開發(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，但營養(yǎng)成分含量高。它們可以應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。它重復使用以前的“廢物”材料，并在此過程中幫助環(huán)境。
生物固體很有價值，因為它們富含氮，是植物的關鍵營養(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。這部分稱為生物可利用氮。
弗吉尼亞理工大學的研究員奧迪尼阿爾瓦雷斯-坎波斯說，“當我們向土壤中添加生物固體時，我們需要知道有多少氮會變得生物可利用?！薄拔覀兿Ｍ峁┳銐蚪】档淖魑锷L和產(chǎn)量，但不是剩余的氮?！?
那是因為太多的氮會污染環(huán)境。它可以進入地表水和地下水，影響水生生態(tài)系統(tǒng)?！斑@是支持植物生長，而不是污染之間的平衡，”阿爾瓦雷斯-坎波斯說。
在一項新的研究中，Alvarez-Campos和她的同事測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)了一個復雜的因素。城市土壤的退化可能會降低生物固體對植物的氮利用率。
“城市土壤經(jīng)常被壓實和退化。它們的有機物和營養(yǎng)成分很低，”阿爾瓦雷斯-坎波斯說。人類活動，如建筑和重型車輛交通，可以減少城市土壤。
“生物固體具有幫助恢復這些土壤所需的功能，”阿爾瓦雷斯-坎波斯說。例如，生物固體中的有機物可以減少土壤壓實。這可以使土壤更容易培養(yǎng)，并幫助植物的根生長。固體還可以增加土壤中水分的滲透和保留，這對植物的生長非常重要。
研究人員測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和礦物材料。目標是干燥生物固體。
阿爾瓦雷斯-坎波斯說：“將生物固體應用于城市地區(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。它們也降低了實驗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的實驗室方法，該方法提供了生物固體氮有效性的最佳估計。這種方法稱為7天厭氧培養(yǎng)。阿爾瓦雷斯-坎波斯說：“它顯示了作為生物固體中氮有效性指標的最大潛力。
理解退化土壤中氮的有效性可能較低是關鍵。阿爾瓦雷斯-坎波斯說：“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。研究人員正在評估快速測試的可靠性，以評估應用于城市土壤的生物固體的氮有效性。他們也希望擴大自己的研究領域。“在這項研究中，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。未來的研究將評估生物固體的應用對更多種類的城市土壤和景觀的影響。
阿爾瓦雷斯-坎波斯說：“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."
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：“當應用于土壤時，生物固體成為一種有價值的資源，而不是令人不快的廢物。
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