“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(yīng)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(guān)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(yīng)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(guān)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(yīng)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(lǐng)域?！霸谶@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(yīng)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(yīng)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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