有机土壤应用:为什么一个新的特殊在旧的问题?

1。介绍

术语介绍了有机固体残水环境联合会在1990年代早期的定义固体、半固体,生成或液体残留在初级,二级、高级处理国内和工业生活污水污泥通过一个或多个受控过程,减少病原体和吸引力向量。虽然相关术语有机污水污泥的定义,它只指污水污泥的部分经历了充分的治疗,允许土地应用程序,如厌氧、好氧消化、堆肥、热或空气干燥,碱性稳定添加剂如石灰或水泥窑粉尘。

大量的科学证据已经认识到,有机固体残不应该视为一种浪费,但可以作为土壤改良剂实益回收有机物由于其稳定的矩阵。有机的肥料价值也进行了广泛的研究(例如,1,2])。因此,作为土壤改良剂和全球大规模的有机肥料出现在1900年代早期(3]。同时承认其重大价值资源,回收污水污泥农业用地需要仔细管理,以避免潜在的化学污染物对环境的负面影响。其中,潜在的有毒元素(PTE)和有机化合物通常转移到废水处理过程中有机固体残。因此,在1990年代有压力在一些欧洲国家禁止使用的有机农业使用。奥地利、瑞典、瑞士等,介绍了禁令。其他国家发达国家严格的卫生和环境法规,确保有机固体残安全使用土地的应用程序(例如,欧洲指令86/278 / EEC,美国环境保护署的一部分503)。非常重要的是,欧盟的行为都受到这一事实的土地应用有机固体残改善土壤肥力和最后的养分循环中扮演了重要的角色,尤其是磷(P)。除了这些好处,土地的应用有机固体残馀的优势增加碳(C)封存,从而有助于C缓解措施以满足欧洲气候变化的《京都议定书》下的承诺4,5]。出于这个原因,恢复退化的网站,通常显示低土壤肥力和可怜的物理性质,提高选择的最终处置(6]。

2。有机土壤应用:农业和环境的影响

在过去的几十年里,研究机构的合作活动,工业,和当局导致不同的技术的发展,显著提高有机固体质量减轻有害的有机和无机污染物、病原体一起控制,以达到最高的认证有机地应用程度。缺乏明显的负面影响土壤、作物、和人类可能是关键导致可持续利用污泥和公众接受。我们相信这个特殊问题,重点研究与土地相关的潜在益处和风险的应用有机固体残,虽然不是很详尽,启示了这至关重要的话题。

评审由陆问:最近的研究进展和监管等人提供信息的努力在美国,关于土地的应用有机包括形式和类型、营养价值、环境和健康问题。

Torri和r·s·科雷亚深入审查控制向下运动的不同方面biosolids-borne潜在有毒元素(pt)的土壤。本文描述了可能出现的问题的关键问题所产生的这种做法与镉、铜、铬、铅、镍和锌垂直动员。土壤pH值、土壤质地和soil-dissolved有机物浓度的增加可能导致土地的应用有机organo-PTEs复合物的形成,可能导致大量运动的pt底土视野,与地下水污染的风险。

控制植物病虫害是有关问题的潜在使用有机的修正案。美国Kouki和同事测试,在体外和体内,蔬菜废弃物的堆肥的有效性伊大洋洲混合物(VPC)在控制镰刀菌素在番茄枯萎。他们发现的腐烂发病率显著降低番茄植物使用VPC修正案和它可能是由于多酚类物质的影响和其他化合物。研究表明,微生物与堆肥能够抑制植物病害。一些VPC细菌(芽孢杆菌,洋葱,和假单胞菌)发挥抗菌活性镰刀菌素,可能是由于由细菌分泌的抗生素,这可能带来真菌的特性。

c . a . Christofoletti等人的论文评估的可能毒性有机固体样品,在实验室条件下,利用马陆的(Rhinocricus padbergi)和植物(洋葱)作为测试生物。获得的数据表明,有机固体残原始样品有基因毒性的潜力洋葱根尖细胞。马陆的暴露于有机固体样品,中肠上皮组织的破坏,减少肝细胞的体积后观察7天的曝光。30天后,动物仍然显示肝细胞的体积的减少,但在小强度。洋葱分析显示基因毒性,但这种影响是减少30天后的千足虫的生物工艺。

n E。汉森等人相比,牛粪堆肥市政有机产品稳定路边土壤。他们报告说,最大的和可溶性总磷和总氮损失径流水从土壤堆肥和木片发生混合应用。相比之下,锰浸种径流损失类似当堆肥土壤中成立或木片混合应用。堆肥源养分径流损失的影响。而市政有机堆肥添加更大的土壤养分负荷,减少径流养分损失发生。

a . Branzini等人研究了Cr的物种形成,铜,锌在土壤与堆肥,并着重指出有机固体应用程序修改或不能够改变金属物种形成。复杂soil-metal化学系统表明,单一有机改良剂的应用可能不会有效地减少这些元素的溶解度,因为不同的化学性质。因此,不同的有机/无机组合必须被考虑。

美国夏新等人研究了不同的有机和无机修正案的作用稳定工业和国内有机固体两种对比的土壤,以及孵化的时间和搅拌速率的影响。一般来说,稳定产品增加土壤Olsen-P和减少铜和锌的可用性,特别是膨润土,甜菜工厂石灰,粉煤灰,稻草,水葫芦。

花生植物对土壤的反应的应用Pb-contaminated污泥相比,矿物受精被f . Camilotti等评估。结果从这个温室实验表明,污泥作为P源来年轻的花生植物和高铅浓度的污泥影响整个植物生长。然而,铅溶液化增加,可能引起植物根系活力,随着植物芽和荚壳Pb含量较高,可能对人体健康构成风险花生内核及其产品可能混合了壳碎片,工业处理的花生。

考虑这一事实应该现在满足土地应用有机土界的国际协议,大气,水圈,和生物多样性保护,有许多新出现的问题,需要考虑和关注。

3所示。需求和差距

3.1。需要

更广泛的比较污泥处理对土壤属性和功能的影响。堆肥和热干燥是实现浓度的常用技术之一,卫生,和稳定的污泥。然而,确定不同污泥后治疗将导致不同对土壤属性和对土壤微生物活性的影响。一般来说,堆肥有更持久的刺激效果低于原始污泥热死的7,8]。这可能是由于treatment-induced有机物降解性的变化,但这也可能表明存在和释放有毒物质从污泥矩阵。此外,主题还没有完全调查的潜力被选中为维护和保护土壤有机固体残短旋转林业生物质生产的地方快速营养物去除需要平衡。

持续监控危险物质,如潜在的微量元素和有机污染物,一起微污染物的识别新类。例如,纳米材料在污水或故意用于有机固体稳定(9)的顺序可能积聚在有机固体浓度毫克公斤⁻¹。这些纳米材料可能产生负面影响植物、土壤微生物和土壤生态功能。下划线是值得注意的,大多数使用和发布的纳米粒子还没有完全规范。

监测可能出现的朊病毒等病原体,而在最初的有机固体残,坚持土壤。虽然方法筛选的生物分子的病原体在废水,污泥,和土壤已经很成熟,specificaspect病原体在土壤是可行的,但noncultivable VBNC状态,引起营养缺乏和低水可用性土壤中。因为VBNC现象被描述为致病菌(10),无疑是需要更多的研究,以便更好地理解人类病原体的潜在毒性在交通从污泥矩阵到土壤环境。从这个角度来看,新的有效的生物分子蛋白质组学等方法可以用于研究不同有机固体残馀的功能结构,下面的例子埃勒斯和Cloete开创性的研究11和Wilmes和债券12]。

3.2。差距

恢复退化的有效性通过Biosolid修正案边际土地,营养水平较低,建设Technosols从矿山尾矿通过有机固体残修正案:从这个角度来看有稀缺的出版科学证据在成土作用的速度和方向。

改善有机固体残磷回收和可用性。磷酸盐为主要产品的回收的重要性不仅由于其相对较低的可用性在土壤,还因为在提取和使用目前的速度,估计P储量可能运行在100 - 200年13]。

有机固体矿产。土壤有机纳入一般三角的土壤微生物群落代谢反应,不能完全解释为营养负荷。据报道,有机废物可能含有生物活性分子如植物激素前体(14),微量的这种物质的存在刺激土壤微生物活性(15]。因此,还需要更多的研究生物和化学在有机搜索的勘察生物活性物质,可作为基因活化的细胞外信号或信号分子内的土壤微生物群落,这可能是集中和用于改善有机固体残馀的有利影响农业生产。

西尔瓦娜Torri
罗德里戈Studart科雷亚
吉安卡洛Renella
亚历杭德罗Valdecantos
列昂尼德•Perelomov

引用

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