Mabuchi工艺处理城市生活垃圾尾产物的土壤改良应用研究

摘要

随着社会经济的发展、人们生活水平的提高和城市人口的迅速增长，城市生活垃圾量急剧增加，已经成为目前国内外重大的环境问题。减量化、无害化和资源化是处理城市生活垃圾的三大原则。传统的处理方法，如堆肥、填埋、焚烧，虽然可以达到减量化的要求，但是往往会产生二次污染。因此，在无害化的前提下实现城市生活垃圾的资源化利用是具有重大研究意义的课题。 目前，我国的土地利用问题越来越突出，耕地面积越来越少，改良低产耕地是保证粮食安全的一条有效途径。Mabuchi工艺处理城市生活垃圾的尾产物(简称Mabuchi处理尾产物)，是通过Mabuchi工艺，对城市生活垃圾进行高温(180～230℃)高压(1.8～2.4Mpa)分解约1h处理后的尾产物，是一种可直接用于土壤改良的废弃物资源化物质；它与其它改良剂相比，具有来源广泛，成本低廉等特点。因此，把Mabuchi尾产物安全用于低产土壤的改良，将具有重大的环保战略意义和实际应用价值。 本文围绕城市垃圾资源化利用的两个关键问题，即资源化利用的安全性和有效性问题，在系统分析Mabuchi处理尾产物基本性质的基础上，利用盆栽试验与大田试验相结合的研究方法，对Mabuchi处理尾产物使用的安全性进行了分析评价；通过分析Mabuchi处理尾产物的使用对土壤物理和化学性质的影响，结合分析农作物生长情况，进行Mabuchi处理尾产物使用的有效性评价；通过本试验的研究，提出了不同条件下(包括两种土壤类型和不同农作物种类)尾产物的使用方法和系列技术参数。本研究主要取得以下结果： (1)实验分析表明Mabuchi处理尾产物中的重金属和多环芳烃含量符合《城镇垃圾农用控制标准》( GB8172-87)和《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)的要求；实验所用批次Mabuchi处理尾产物的发芽指数(GI)为67.4％，而一般研究认为发芽指数( GI)大于50％，即可认为对植物基本无毒性。 (2) Mabuchi处理尾产物中有机质和全磷含量较高，分别达到18.6％和1.00％；全氮和全钾含量分别为0.72％和1.21％，其主要肥力指标满足《城镇垃圾农用控制标准》(GB8172-87)要求，因此将其作为土壤改良剂具有一定的农业生产实用价值。 (3) Mabuchi处理尾产物的使用，可以明显改善土壤物理性状，特别对于低产的黄筋泥，改善了土壤结构，显著增加了土壤通气性与土壤贮水和供水能力；同时有效地改善了黄筋泥的酸化问题。 (4) Mabuchi处理尾产物的使用，可以明显的改善黄筋泥的化学性质，在尾产物施用量为150吨/公顷时，大部分化学性质指标与CK对比差异性显著，改良效果明显。在盆栽试验中，Mabuchi处理尾产物使用比例为5％时，可以显著改善小粉土的各项化学肥力指标。 (5)大田和盆栽试验表明，在不同土壤和作物上，Mabuchi处理尾产物的最佳使用量不完全相同。综合实验结果，在黄筋泥中Mabuchi处理尾产物的推荐使用量为75～150吨/公顷，在小粉土中推荐使用量为30～37.5吨/公顷。 (6) Mabuchi尾产物的腐熟度对作物种子发芽和后续生长会有重要影响，应充分重视Mabuchi尾产物的腐熟工艺；同时由于尾产物本身的盐分含量相对较高，在土壤中使用尾产物后土壤的电导率将显著提高，可能会成为作物生长的限制因素。

目录

文摘

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致谢

第1章 引言

1.1问题的提出

1.2国内外研究进展

1.2.1城市生活垃圾资源化利用研究进展

1.2.2农业土壤改良剂的利用概况

1.3本章小结

第2章试验设计与分析方法

2.1研究方法

2.1.1研究内容

2.1.2技术路线

2.2试验材料

2.3盆栽试验设计

2.4大田试验设计

2.5实验分析方法

2.5.1 Mabuchi处理尾产物理化性质的测定方法

2.5.2土壤理化性质的测定方法

2.5.3作物植株性状测定方法

2.5.4数据分析处理

第3章 Mabuchi处理尾产物的理化性质分析

3.1尾产物中有毒有害物质含量评价

3.2尾产物的腐熟和腐熟度评价

3.3 Mabuchi处理尾产物的肥力指标分析

3.4小结

第4章 Mabuchi处理尾产物的使用对土壤质量的影响

4.1尾产物使用后对土壤重金属含量的影响

4.1.1盆栽试验土壤重金属含量的变化分析

4.1.2大田试验土壤重金属含量的变化分析

4.2尾产物使用后对土壤物理性状的影响

4.2.1盆栽土壤田间持水量和容重的变化分析

4.2.2大田土壤田间持水量和容重的变化分析

4.2.3大田土壤坚实度的变化分析

4.3.1土壤pH和电导的变化分析

4.3.2土壤有机质含量的变化

4.3.3土壤氮、磷、钾含量的变化

4.4小结

第5章 Mabuchi处理尾产物对作物安全性和产量的影响

5.1尾产物使用后作物的重金属含量分析

5.1.1盆栽试验中农作物重金属含量分析

5.1.2大田试验中农作物重金属含量分析

5.2农作物生物量的分析比较

5.2.1盆栽试验中作物生物量的分析

5.2.2大田试验中作物生物量的分析

5.3小结

第6章结语

6.1主要结果和结论

6.2不足和展望

参考文献