蔣文明

摘 要：為了合理利用有機(jī)垃圾、降低污染，綜述了堆肥的應(yīng)用與影響堆肥化的主要因素，主要包括餐余垃圾、污泥、糞便、纖維素、化工有機(jī)物的處理，以及各種應(yīng)用中的主要影響因素；為廢料的處理提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：堆肥；應(yīng)用；微生物；研究進(jìn)展

我國是人口大國，每年會(huì)產(chǎn)生很多有機(jī)垃圾和糞便；并且作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村每年會(huì)產(chǎn)生很多大量畜禽糞便、農(nóng)業(yè)秸稈、枯草、落葉等垃圾產(chǎn)物，并且農(nóng)業(yè)秸稈和枯草之類的垃圾一般均是燃燒處理，造成了嚴(yán)重的空氣污染；并且一些有機(jī)垃圾中含有重金屬、病原菌等物質(zhì)，并且在腐敗后會(huì)產(chǎn)生各種有害氣體。如果這些垃圾物質(zhì)經(jīng)過堆肥處理后，會(huì)為農(nóng)業(yè)提供大量的有機(jī)肥料，并且節(jié)約化學(xué)肥料的使用，能夠有效緩解土地板結(jié)和環(huán)境污染。

一、餐余垃圾處理

餐余垃圾主要來源于餐飲服務(wù)等活動(dòng)，其含有大量的有機(jī)質(zhì)，容易腐敗發(fā)臭、孳生蚊蠅和病原菌。經(jīng)過降解后形成腐殖質(zhì)，并含有氮磷鉀和微量元素，可以作為肥料和土壤改良劑使用；但需要注意的是鹽堿化和酸化。由于餐廚垃圾水分含量高、黏度大、分散性差而不利于通氣透氧，且有機(jī)質(zhì)的氧化需要大量的氧氣；因此需要加入一定量的蓬松劑以改善堆料孔隙率、吸收多余水分、加速氧氣的傳輸；其中膨松劑主要有鋸末、樹葉、樹枝、秸稈、果殼、纖維素含量較高的畜類糞便等，添加后能夠明顯提高堆料的溫度、高溫停留時(shí)間、好氧發(fā)酵速率；另一方面，纖維類蓬松劑還能有效緩解酸化和鹽堿化；部分放線菌能夠降解脂肪酸類物質(zhì)、并提高腐熟效率，提高基質(zhì)的pH；枯草芽孢桿菌能夠降解纖維類物質(zhì)成為小分子，酵母可以利用這些小分子物質(zhì)，產(chǎn)生緩解臭氣的乙醇類物質(zhì)。

二、污泥的處理

污泥含水率高，并含有大量的重金屬。在堆置過程中表面容易固結(jié)，使得其透氣性變差，而堆肥發(fā)酵需要氧氣；而控制板結(jié)和缺氧問題的主要措施是添加蓬松劑，最好是在發(fā)酵堆上埋設(shè)幾捆秸稈連通至外界。堆肥中的重金屬并不能通過生物降解得到治理，而是通過鈍化技術(shù)降低其生物有效性和移動(dòng)性的。pH的變化將影響堆體中微生物的生長繁殖以及生命代謝，一般初始pH設(shè)置在中性附近，以利于各種微生物的生長；偏酸性時(shí)，可以使得各種微量元素電離以便微生物的吸收利用，偏堿性時(shí)，各種重金屬能會(huì)形成沉淀而沉積，有效的阻止了植物對(duì)重金屬的積累。一般依賴有機(jī)物發(fā)酵的菌會(huì)產(chǎn)生大量的酸性物質(zhì)，而當(dāng)有機(jī)物消耗殆盡時(shí)，以酸性物質(zhì)為養(yǎng)料的微生物會(huì)將其分解，發(fā)酵結(jié)束后會(huì)升至弱堿性，因此發(fā)酵過程中并不需要對(duì)pH進(jìn)行調(diào)控。堆肥過程中會(huì)產(chǎn)生大量的腐殖酸，能夠有效結(jié)合重金屬離子形成難溶于水的絡(luò)合物；堆肥的最后階段會(huì)提高土壤的pH值，使得重金屬形成沉淀；另外還有氧化還原和微生物吸附；上述途徑均能降低重金屬的生物有效性和移動(dòng)性。

三、糞便發(fā)酵

糞便中含有大量的病原菌、寄生蟲卵和抗生素；而且在高溫堆肥中會(huì)有大量的氨氣揮發(fā)；因此，如果畜禽糞便不經(jīng)處理或處理不當(dāng)，不僅會(huì)污染水源和擴(kuò)散病原菌，還會(huì)造成極大的肥料浪費(fèi)。寄生蟲卵和病原菌能夠被發(fā)酵中產(chǎn)生的高溫度滅殺；一些含有嗜熱細(xì)菌、放線菌、枯草芽孢桿菌、假單胞菌、鏈霉菌的菌劑可以有效提高堆肥溫度，促進(jìn)抗生素的降解或失活；例如可以顯著促進(jìn)金霉素、土霉素和四環(huán)素的降解；另外，控制C/N比也能調(diào)節(jié)抗生素的降解。對(duì)于氨氣的揮發(fā)，C/N比越大越能夠降低堆肥中NH3的揮發(fā)，酸性條件主要是使氨氣變成NH4+，溶于水后降低其揮發(fā)性。木屑類纖維素、活性炭、沸石、膨潤土類吸附劑能夠有效吸附氨氣；此外，一些菌體表面也能夠吸附氨氣。鎂鹽和磷鹽類能夠結(jié)合氨氣形成結(jié)晶體。

四、木質(zhì)纖維素的發(fā)酵

木質(zhì)纖維素是比較難降解的生物質(zhì)資源，但并不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染問題；如果能夠解決快速降解的問題，木質(zhì)纖維素將會(huì)提供一個(gè)源源不斷、永不枯竭的肥料來源；而在影響木質(zhì)纖維素堆肥的因素中，限制其發(fā)展的最主要的因素是快速分解菌類。能夠分解木質(zhì)纖維素的菌類包括放線菌、細(xì)菌和真菌；直接參與木質(zhì)素降解的酶有酚氧化酶、木質(zhì)素過氧化酶、多酚氧化酶等。放線菌和真菌除了分泌相關(guān)降解酶外，其菌絲還能夠深入到木質(zhì)纖維素內(nèi)部，進(jìn)而加劇木質(zhì)纖維素的降解；此外，放線菌的木質(zhì)纖維素降解酶類還具有耐高溫、抗堿性、耐金屬離子等特點(diǎn)，因此，相比細(xì)菌和真菌，放線菌具有更廣闊的應(yīng)用前景。

五、有機(jī)污物的處理

有機(jī)污染物主要是芳香烴類，還包括一些非芳香烴類。這類有機(jī)物毒性大、難降解。堆肥作為一種去除率高的處理技術(shù)，也越來越受到人們的重視。而不同的芳香烴的生物降解難易程度不同，一般隨著苯環(huán)分子量的增加而降低；并且隨著污染物濃度的提高，對(duì)微生物的毒害作用也變大，從而抑制微生物的降解。例如，氯酚類污染物由于對(duì)微生物具有較大毒害作用，微生物對(duì)其修復(fù)作用并不大；鹵代有機(jī)化合物在環(huán)境中非常穩(wěn)定，以氯代烴最為常見，并且隨著取代氯的增多而愈發(fā)難降解。這些有機(jī)污染物在堆肥中主要是通過礦物和纖維類物質(zhì)固定的；一些細(xì)菌和真菌也能夠?qū)ζ溥M(jìn)行降解，但效果并不顯著。

六、結(jié)語

目前我國堆肥技術(shù)含量比較低，往往會(huì)造成二次污染；中國在機(jī)械化和智能控制方面均已經(jīng)成熟，因此堆肥的集約化處理和智能化控制方面還有待研究。對(duì)于很多化工有機(jī)污染，目前篩選出的菌種在處理效果等方面還不夠理想；因此還需對(duì)菌種進(jìn)行篩選，并研究降解機(jī)理，通過生物工程、基因改造等措施來提高微生物的處理能力。此外，應(yīng)當(dāng)對(duì)化工產(chǎn)品的使用進(jìn)行限制；在化工產(chǎn)品投入市場(chǎng)前找到能夠降解的菌類；但成本也會(huì)相應(yīng)的提高，還需法律和專利制度等方面的保駕護(hù)航。

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