堆肥科學與技術第六章

1、堆肥科學與技術第六章第1頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二CompostingIts RecyclingNaturally第2頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二 第一節(jié)、堆肥的腐熟度與穩(wěn)定性一、有機固體廢棄物的堆肥腐熟度堆肥化過程是基于易氧化有機質(zhì)的部分氧化，從而獲得較穩(wěn)定的腐殖質(zhì)和有機質(zhì)。在有效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中堆肥最終產(chǎn)物的穩(wěn)定和腐熟是至關重要的。依據(jù)經(jīng)驗來看，高質(zhì)量的，腐熟的堆肥標準是很好識別的，它包括以下特性：堆積密度低，持水量高，pH呈堿性，有機質(zhì)含量高。 迄今為止還缺少一個統(tǒng)一的標準去鑒定堆肥的腐熟程度。顯然這種半穩(wěn)定的土壤改良添加劑還

2、沒有發(fā)揮出其最大的生物學效應和市場的開發(fā)潛質(zhì)。 第3頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二二、腐熟度與穩(wěn)定性堆肥腐熟度（Maturity）就是堆肥的腐熟程度，即堆肥中的有機質(zhì)經(jīng)過礦化、腐殖化過程最后達到穩(wěn)定的程度。它是國際上公認的衡量堆肥反應進行程度的一個概念性參數(shù)。堆肥腐熟度作為衡量堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量指標很早就被提出來，它的基本含義是： 第4頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二（一）堆料中的有機物質(zhì)通過微生物的活動，最終達到穩(wěn)定化、無害化，即不對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。（二）堆肥產(chǎn)品的使用不影響作物的成長和土壤耕作能力。腐熟度側重于堆肥施用對植物生長的影響

3、，受堆肥物料，堆肥條件等諸多因素的影響，其評價指標多種多樣。Frost（1992）把腐熟度看做是一個非常主觀的術語。第5頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥穩(wěn)定性（Stability）是反映有機質(zhì)降解的一種狀態(tài)，是一個反映堆肥生物活性的函數(shù)。穩(wěn)定性側重于堆肥施用對周圍環(huán)境的影響，根據(jù)微生物的活動（如微生物呼吸和能量釋放）來判斷堆肥的穩(wěn)定性。堆肥穩(wěn)定性主要從堆肥的溫度、顏色、CO2的釋放速率、O2的消耗速率、NO3-N含量變化及病原菌數(shù)量變化等方面加以評價。值得注意的是，穩(wěn)定化概念包含有不同的內(nèi)容。例如，可以將生物固體的穩(wěn)定化僅限于病原微生物的減少，或生物固體的臭味及

4、揮發(fā)性固體的降低 第6頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二現(xiàn)有的大多測試可劃分為腐熟度測試和穩(wěn)定性測試。腐熟度測試包括植物的生長情況，穩(wěn)定性測試包括臭味濃度和微生物呼吸強度等。有學者認為穩(wěn)定的堆肥不一定是完全腐熟的，其仍然能夠對供試植物產(chǎn)生抑制性物質(zhì)或毒素。第7頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二Simple tests for finished compostBag test: sealing compost in a plastic bag for several days should produce no foul odorGermina

5、tion test: will seeds germinate in the compost? (good test to use if compost will be part of a potting mix)第8頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥的穩(wěn)定性和腐熟度都是衡量堆肥產(chǎn)品質(zhì)量的尺度，其評價對于農(nóng)用安全有著重要意義。到目前為止，還沒有一種真正可靠、有效的方法來衡量堆肥腐熟的相對穩(wěn)定程度。第9頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥穩(wěn)定性和腐熟度界定的模糊性和不確定性部分原因可歸結為：（a）堆肥系統(tǒng)應用的微生物菌群的多樣性；（b）有

6、機物質(zhì)的異構性和不可預知的特性；（c）其應用領域和產(chǎn)物的多樣性；（d）新近復雜堆肥工藝技術的應用。 第10頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第二節(jié) 堆肥腐熟度的判定一、腐熟度判斷參數(shù)關于堆肥腐熟度的參數(shù)及評價指標已有大量的研究工作報道，并提出了許多評價的方法。表9-1列出了主要的指標和相關標準;表9-2列出了一些學者的研究和他們各自的測試標準。第11頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二主要的指標和相關標準第12頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥的穩(wěn)定性和相關參考文獻 第13頁，共102頁，2022年，5月20日，2

7、2點49分，星期二第14頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第15頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度的判定指標可以劃分為三大類包括：物理學指標化學指標（包括腐殖質(zhì)）生物學指標 第16頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二物理學指標物理學指標通常指的是通過堆肥的表觀特征及一些物理學方法來確定堆肥的腐熟程度。主要包括堆肥的溫度、顏色、氣味以及是否不再滋生蚊蠅等特征。但是這種方法只能初步斷定堆肥的腐熟度，并不能進行定量的分析，因此只能作為堆肥腐熟度的一項輔助指標。第17頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49

8、分，星期二堆肥腐熟度評價的物理學指標 指 標 （1）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 溫度 接近環(huán)境溫度 易于檢測；不同堆肥系統(tǒng)的溫度變化差別顯著，堆體各區(qū)域的溫度分布不均衡，限制了溫度作為腐熟度定量指標的應用 。第18頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥過程中堆體溫度變化主要經(jīng)歷升溫期、持續(xù)高溫期、降溫期，穩(wěn)定期四個階段。 堆肥腐熟后，堆體溫度與環(huán)境溫度趨于一致，一般不再明顯變化，不同堆肥系統(tǒng)的溫度變化差別顯著。由于堆體為非均相體系，其各個區(qū)域的溫度分布不均衡，限制了溫度作為腐熟度定量指標的應用，但是堆肥溫度可以在一定程度上反應堆肥的進程，因此仍不失為堆肥腐熟度

9、的一個重要的輔助性評價指標。第19頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的物理學指標 指 標 （2）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 氣味 堆肥產(chǎn)品具有土壤氣味 根據(jù)氣味可直觀性地判定堆肥是否腐熟，難以定量 第20頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二通常堆肥的原料都具有令人不快的氣味，而在堆肥運行過程中這些氣味會慢慢消失。腐熟堆肥帶有濕潤的泥土氣味,是由土臭味素和2-甲基異冰片兩種物質(zhì)引起，它們是真菌和放線菌的副產(chǎn)物。氣體的量化指標的建立最好指標就是氣體單元（OU），一個可供參考的檢測氣味辦法是氣味極限值法（OTV），即濃縮50%的

10、氣體能檢測出氣味。 第21頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的物理學指標 指 標 （3）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 色度 黑褐色或黑色 堆肥的色度受原料成分的影響，較難建立一的色度標準以判別各種堆肥的腐熟程度 。第22頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥過程中堆料逐漸發(fā)黑，腐熟后的堆肥產(chǎn)品呈黑褐色或黑色。Sugahara等提出一種簡單的技術用于檢測堆肥產(chǎn)品的色度，并回歸出一關系式： 他們認為Y值為1113的堆肥產(chǎn)品是腐熟的。使用這種方法時要注意取樣的代表性。不過，堆肥的色度顯然受其原料成分的影響，很難建立統(tǒng)一的色度標準

11、以判別各種堆肥的腐熟程度。 第23頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的物理學指標 指 標 （4）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 色度光學特性 E665nm0.008 堆肥的丙酮萃取物在665nm的吸光度隨堆肥的時間呈下降趨勢；該研究只是初步的試驗 。第24頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐殖酸在波長465 nm和665 nm處具有特征性吸收峰值，465 nm和665 nm的吸光度比值，稱為E4/E6比。該比值與腐殖酸分子的數(shù)量無關而與腐殖酸分子大小或縮合度有直接關系，通常隨腐殖酸分子量的增加或縮合度增大而減小，因此E4

12、/E6比可作為堆肥腐殖化程度的重要指標。第25頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第26頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的物理學指標 指 標 （5）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 殘余濁度和水電導率 堆肥714d的產(chǎn)品在改進土壤殘余濁度和水電導率方面具有最適宜的影響；需與植物毒性試驗和化學指標結合進行研究 。第27頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二電導率反映了堆肥浸提液中的離子總濃度，即可溶性鹽的含量。堆肥中的可溶性鹽是對作物產(chǎn)生毒害作用的重要因素之一，主要是由有機酸鹽類和無機鹽等組成。水溶性鹽的濃

13、度隨著堆肥的腐熟程度發(fā)展而不斷增加，在好氧性堆肥的高溫階段又迅速降低。降溫過程中，由于硝化細菌重新活化，水提取物導電率（指可溶性鹽離子濃度，包括硝酸鹽，鈣鹽，鎂鹽）迅速增加。第28頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二化學指標（包括腐殖質(zhì)）溫度、氣味和顏色等參數(shù)難于定量表征堆肥過程中堆料成分的變化，也就不易定量說明堆肥的腐熟程度。所以，常通過分析堆肥過程中堆料的化學成分或性質(zhì)的變化來評價堆肥腐熟度。第29頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （1）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 揮發(fā)性固體（VS） VS降解38%

14、以上，產(chǎn)品中VS65% 易于檢測；原料中VS變化范圍較廣且含有難于生物降解的部分，VS指標的應用難以具有普遍的意義 。第30頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥化過程中存在物質(zhì)的緩慢轉化的過程-由開始的易分解或易揮發(fā)的有機物質(zhì)過渡到不易分解、更加穩(wěn)定的形態(tài)，通過測定固體堆肥物質(zhì)（指可揮發(fā)的固體物質(zhì)）和堆肥材料產(chǎn)生的提取物（指可溶性揮發(fā)性的固體物質(zhì)）過程中揮發(fā)性固體物質(zhì)的減少，可以衡量堆肥化的程度。在適宜的條件下，當揮發(fā)性固體含量高時（堆肥初期），微生物有大量可以利用的能源，使堆體溫度升高，隨著揮發(fā)性固體含量的減少，堆體溫度降低。 第31頁，共102頁，2022年，5

15、月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （2）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 淀粉 堆肥產(chǎn)品中不含淀粉 易于檢測；不含淀粉是堆肥腐熟的必要條件而非充分條件 。第32頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二在堆肥過程中，最易降解的有機質(zhì)可能被微生物用作能源而最終消失，所以一些研究者認為它們是最有用的參數(shù)。堆肥原料中一般含有3類碳水化合物，即：糖、淀粉和纖維素。在堆肥過程中，糖首先消失，接著是淀粉，最后才是纖維素。淀粉和可溶性糖是堆肥原料中典型的易降解有機質(zhì)，易被微生物利用。 第33頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟

16、度評價的化學指標 指 標 （3）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 5日生化需氧量（BOD5） 2040g/kg BOD5反應的是堆肥過程中可被微生物利用的有機物的量；對于不同原料的指標無法統(tǒng)一；且測定方法復雜、費時 。第34頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二有試驗證明，當每千克固體物料中生化需氧量少于5055g/kg時，堆肥溫度達不到60。在最初的堆肥高溫期，生化需氧量降低很快。堆料的不同理化特性對于生化需氧量的影響很大。有些固體廢物原始值就較低，使得這一參數(shù)與上述的揮發(fā)性固體相類似，對于不同原料的指標無法統(tǒng)一，而且對于生化需氧量的測定，方法復雜、費時，不能及時反饋

17、產(chǎn)品的結果，從而影響對操作過程的控制。 第35頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （4）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 pH值 8 9 測定較簡單；pH值受堆肥原料和條件的影響，只能最為堆肥腐熟的一個必要條件 。第36頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二許多研究者提出，pH值可以作為評價堆肥腐熟程度的一個指標。堆肥物料或發(fā)酵初期，pH值為弱酸到中性，一般為6.57.5。腐熟的堆肥一般呈弱堿性，pH值在89左右。但是pH值亦受堆肥物料和條件的影響，只能作為堆肥腐熟的一個必要條件，而不是充分條件。 第37頁，共1

18、02頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （5）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 水溶性碳（WSC） WSC6.5g/kg 水溶性成分才能被微生物所利用；WSC指標的測定尚無統(tǒng)一的標準 。第38頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （6）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 WSC/ WSNWSC/ WSN趨于56一些原料（如污泥）初始的WSC/WSN 6 。第39頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （7）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局

19、限 C/N比 1520：1 腐熟堆肥的C/N比趨向于微生物菌體的C/N比，即16左右；某些原料初始的C/N比不足16，難以作為廣泛的參數(shù)使用 。第40頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （8）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 WSC/ON WSC/ON2WSC含量較少，測定結果的準確性較差 。第41頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （9）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 NH4+-N NH4+-N0.4g/kgNH4+-N的變化趨勢組主要取決與溫度、pH值、堆肥材料中氨化細

20、菌的活性、通風條件和氮源條件的影響 。第42頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （10）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 NH4+-N /（NO2-+NO3-） NH4+-N/（NO2-+NO3-）3 堆肥過程中伴隨著明顯的硝化反應過程，測定快速簡單；硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量受堆肥原料和堆肥工藝影響 。第43頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二研究發(fā)現(xiàn)，隨堆肥進程的發(fā)展硝酸鹽表現(xiàn)出一定的變化趨勢，輔以其他參數(shù)，NO3-可以作為評價堆肥腐熟度的簡單而有力的參數(shù)之一。因為不同物料的總N及NH3-N的含量存在一定的差異，很

21、難用其絕對值來描述堆肥的腐熟程度。第44頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （11）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 陽離子交量（CEC） CEC是反應堆肥吸附陽離子的能力和數(shù)量的重要容量指標；不同堆料之間CEC變化范圍太大。第45頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二研究發(fā)現(xiàn)，在不同初始物料的好氧堆肥過程中，陽離子交換量都會隨著堆肥腐殖化過程的發(fā)展而逐漸增加。腐殖質(zhì)（腐殖酸）中陽離子交換量的增加同樣遵循這樣的規(guī)律。通過研究不同堆肥原料的堆肥過程發(fā)現(xiàn)，由于堆肥原料的不同，腐熟堆肥的陽離子交換量值變化范圍很大。由此

22、可見CEC的適用性還有待進一步研究。第46頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （12）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 CEC/TOC CEC/TOC1.9（CEC60） CEC/TOC代表堆肥的腐殖化程度；CEC/TOC顯著受堆肥和堆肥過程的影響 。第47頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （13）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 腐殖化參數(shù)（HI） HI3 應用各種腐殖化參數(shù)可評價有機廢物堆肥的穩(wěn)定性；堆肥過程中，新的腐殖質(zhì)形成時，已有的腐殖質(zhì)可能會發(fā)生礦化 。第48頁，

23、共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二腐殖質(zhì)物質(zhì)（總腐殖酸碳，CHS；胡敏酸碳，CHA；富里酸碳，CFA；胡敏素碳，CNFA；）等參數(shù)相繼被提出。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，未腐熟的堆肥中還有高水平的富里酸以及低水平的胡敏酸，隨著物料的降解腐熟富里酸含量降低或不變，但產(chǎn)生大量的胡敏酸，因此可以通過胡敏酸與富里酸比值即腐殖指數(shù)（CHA/CFA）指示總有機碳的百分含量,并作為堆肥腐熟度的判斷指標之一。第49頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （14）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 腐殖化程度（DH） DH值受含水量等堆肥條件和原

24、料的影響較大 。第50頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二腐殖化過程是指能夠促使新鮮有機物材料中產(chǎn)生的芳香族和脂肪族的高分子化合物降解后，其基團進行化學再綜合和再聚合的生物化學過程。 腐殖化程度作為腐熟度的一個指標，表示腐熟過程中腐殖酸的變化，通過計算腐殖質(zhì)占有機碳的比例來判斷堆肥的腐熟程度。 第51頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的化學指標 指 標 （15）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 生物可降解指數(shù)（IB） IB2.4 該指標僅考慮了堆肥時間和原料性質(zhì)，未考慮堆腐條件，如通風量和持續(xù)時間 。第52頁，共102頁，202

25、2年，5月20日，22點49分，星期二生物學指標堆料中微生物的活性變化及對植物生長的影響常用以評價堆肥腐熟度，這些指標主要有呼吸作用、生物活性及種子發(fā)芽率。第53頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的生物學指標 指 標 （1）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 呼吸作用 比耗氧速率0.5mgO2/（gVSh） 微生物耗氧速率變化反映了堆肥過程中微生物活性的變化；氧含量的在線監(jiān)測快速、簡單 。第54頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第55頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第56頁，共102頁，2022年，5

26、月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的生物學指標 指 標 （2）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 生物活性試驗 反映微生物活性的參數(shù)有酶活性和ATP；這些參數(shù)的應用尚需進一步研究 。第57頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的生物學指標 指 標 （3）腐熟堆肥特征值 特 點 與 局 限 利用微生物評價 不同堆肥時期的微生物的群落結構隨堆溫不同而變化；堆肥中某種微生物存在與否及其數(shù)量多少并不能指示堆肥的腐熟程度 。第58頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的生物學指標 指 標 （4）腐熟堆肥特征值 特 點 與

27、局 限 發(fā)芽試驗 發(fā)芽指數(shù)（GI）：80%85% 植物生長試驗應是評價堆肥腐熟度的最終和最具說服力的方法；不同植物對植物毒性的承受能力和適應性有差異 。第59頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二Plant Performance Tests I - Plant Biomass Tests for composted products水芹第60頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二番茄黃瓜第61頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二II - TOPS + ROOTS POT STUDIES 第62頁，共102頁，2022年，5月

28、20日，22點49分，星期二第63頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二III - Exised/Washed Rootlet Bioassays 第64頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二III. Herbicide Residue Bioassays 第65頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二IV. LEMNA BIOASSAYS 浮萍第66頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第67頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的其他指標 光譜學分析最普遍利用的光譜法是

29、13C-核磁共振光譜法和紅外光譜法以及元素分析法。紅外光譜法可以辨別化合物的特征官能團，13C-核磁共振法可提供有機分子骨架的信息，能更敏感的反應碳所處化學環(huán)境的細微差別，為測定復雜有機物提供幫助。有了碳譜的化學位移及其它必要的分析數(shù)據(jù)，基本上可以確定有機物的結構。用于檢測堆肥腐熟度的方法中，這幾種方法應用前景較好，但所需設備昂貴。第68頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的其他指標 明膠測試法明膠測試法已有相應的產(chǎn)品面世，測試的方法為：將一定的堆料（約250mL）放入特制的杯子中，在將其密封前把一個塑料的測試測試器放入其中。該測試器中有一條化學明膠可以和

30、杯中堆料所釋放的CO2反應并改變顏色，最后將明膠的顏色與對應的顏色表對照即可得出結論。一般是將對照表顏色分為8個級別，從生堆料的級別1到腐熟堆肥的級別8。其特點是：操作簡便快捷，僅4h就可以得出結果，但是成本造價高。 第69頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第70頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第71頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第72頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的其他指標 自熱測試法該方法就是將1L左右的新鮮堆肥樣品（裝滿一瓶）放入一個絕熱的真空瓶中，通過觀察每天

31、的凈溫度增長值來判斷堆肥是否達到了穩(wěn)定和腐熟。穩(wěn)定和腐熟的堆肥有很小凈溫度增長值。最多需要的測試時間是6天。評估堆肥腐熟度最廉價，最簡便的方法。這個方法的特點是：所需設備簡單易得、可操作性強，一次投資，可以反復使用。這項技術已經(jīng)廣泛的應用于歐洲的堆肥廠，在北美的很多地區(qū)也作為一種衡量堆肥腐熟度的標準。第73頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥腐熟度評價的其他指標 腐熟度綜合評價方法 人們對堆肥腐熟度、穩(wěn)定性的評價通常采用某一指標值來衡量。隨著人們對堆肥化過程的進一步認識，實際的堆肥是一個非常復雜的有機物降解過程，同時堆肥工藝及原料的復雜多樣，用單一的參數(shù)較難確定堆肥

32、的化學及生物學的穩(wěn)定性，這些指標都不是孤立的，而是相互影響相互制約的，單一指標無法全面反應實際堆肥過程的腐熟、穩(wěn)定化特征，應由幾個或多個參數(shù)如表現(xiàn)指數(shù)、碳氮比降解率、平均耗氧速率、微生物量、氨氮變化率等指標共同確定。第74頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二研究者普遍認為，利用化學方法、生物活性和植物毒性分析等手段，對堆肥的腐熟和穩(wěn)定做多方面的監(jiān)測較為可靠。通常，化學方法提供堆肥的基礎數(shù)據(jù)，其中水溶性有機化合物的分析及C/N比最為常用。生物活性測試通過對呼吸作用、微生物量及酶學的研究，可反映堆肥的穩(wěn)定性，其中呼吸作用是較為成熟的評估堆肥穩(wěn)定性的方法。植物毒性分析中發(fā)芽指

33、數(shù)的測定較為快速、簡便，一般只用于評估堆肥的腐熟性。 第75頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二隨著分析技術和微生物技術的發(fā)展，先進、快捷的堆肥評估方法不斷出現(xiàn)，堆肥的生產(chǎn)和使用者可根據(jù)實際情況，選擇合適的評估方法。同時交叉學科的興起，在腐熟度判斷研究方面，眾多研究者將數(shù)學、生物學及物候學等融入到了堆肥工程之中，給此領域注入了生機。 第76頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二美國加州堆肥質(zhì)量協(xié)會（California Compost Quality Council，CCQC）采用以下方法判斷堆肥的腐熟度：將C/N比25：1作為強制性指標，再從A、

34、B兩組中至少各選出一個參數(shù)來評價。A組中的參數(shù)包括CO2產(chǎn)生速率或呼吸作用、比耗氧速率和自升溫檢測；B組包括NH4+-N/NO3-N、 NH4+-N含量、揮發(fā)性有機酸含量和植物生長試驗。通過這種方法將堆肥分為充分腐熟、腐熟和未腐熟堆肥三類。第77頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二物理學指標較為直觀易于監(jiān)測，可以定性的描述堆肥過程所處的狀態(tài)，有助于評價化學指標的合理性；化學指標提供堆肥的基礎數(shù)據(jù)，其中水溶性有機化合物的分析及C/N比值最為常用；核磁共振MNR，紅外光譜等儀器的引入和運用揭示了堆肥微觀物質(zhì)結構的變化，并可對化學指標的合理性做出評判，但是儀器的高昂費用阻礙了

35、其廣泛運用;生物學指標能夠綜合反映堆肥的實用性，是評價堆肥腐熟度最具說服力的方法，其中呼吸速率、種子發(fā)芽指數(shù)是較為成熟的方法。正確評價堆肥腐熟度是一個復雜的問題，一些評價參數(shù)的確定還有爭議。采用多種分析方法測定多個指標，然后依據(jù)這些指標綜合分析堆肥的腐熟狀況，將化學指標與生物學指標結合起來評價堆肥腐熟度是今后研究的方向。 第78頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二三、堆肥腐熟度的標準第79頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二其中包括對產(chǎn)品外觀目測測定、有效活菌數(shù)測定、有機質(zhì)的測定、水分測定、pH值測定、糞大腸菌群數(shù)的測定、蛔蟲卵死亡率的測定、重金

36、屬As、Cd、Pb、Cr、Hg的測定和N-P2O5-K2O含量等項目的測定。 第80頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第81頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二CCQC-加利福尼亞州堆肥質(zhì)量委員會也具有一系列測定堆肥穩(wěn)定性的類似程序用于堆肥產(chǎn)品的審批（表9-8）。這些標準要求所有堆肥樣品的C：N比小于25：1，這個標準在一些情況下并不準確，如對于葉廢物的初始C：N比就很高。在魁北克，BNQ不允許單獨使用呼吸強度作為堆肥穩(wěn)定性的檢測。散料堆肥的呼吸強度必須限制在每天每kg揮發(fā)性固體物質(zhì)500mg以內(nèi)；而袋裝堆肥則要在300mg以內(nèi)。 第82頁，共

37、102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二此規(guī)范把堆肥劃分為兩類，用于反映堆肥內(nèi)含物的性質(zhì)。A類堆肥（具有低的金屬含量）的應用沒有限制；而B類（含有高的金屬含量）則具有較為嚴格的限制。第83頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二在很多情況下，鑒定一種堆肥產(chǎn)品是否達到穩(wěn)定，不但取決與結果本身，也同樣取決與所選擇的測試標準。依據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范測試，會產(chǎn)生一些與事實不符的結果，有時會有某一個不穩(wěn)定堆肥樣品被評估為已腐熟的情況發(fā)生。因為依據(jù)現(xiàn)行的原則（由一系列嚴格的不同程度的標準構成），即使有兩種測試檢測出堆肥材料未穩(wěn)定，但仍可認為此堆肥產(chǎn)品達到腐熟。普遍認為現(xiàn)存的堆肥穩(wěn)

38、定性監(jiān)管條例不夠嚴謹和清晰，所有的堆肥產(chǎn)品必須具有一個統(tǒng)一的腐熟標準，以避免堆肥化過程中的潛在毒性中間產(chǎn)物進入周圍環(huán)境。產(chǎn)品的化學成分直接影響到其應用范圍。另一方面在保證生物和環(huán)境安全的基礎上，堆肥的質(zhì)量要依據(jù)原材料的性質(zhì)及其預期的應用范圍而制定不同的標準。第84頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第85頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二第86頁，共102頁，2022年，5月20日，22點49分，星期二堆肥中的重金屬堆肥在土地利用中其重金屬的環(huán)境污染風險一直都是人們擔心的問題。在天津市污灌區(qū)環(huán)境質(zhì)量普查中發(fā)現(xiàn), 大量施用污泥的土壤中汞、鎘、鉛含量明顯積累, 東郊區(qū)趙沽里園田常年施用污泥后, 蔬菜中葉菜類的鎘含量高達27 mg /kg, 果菜類的鉛含量達15 mg /kg。第87