土壤改良剂：固体废弃物处置与资源化的有效途径

患病或隐性带病的畜禽会排出多种致病菌、病毒和寄生虫虫卵。据分析，畜牧场所排放的每毫升污水中平均含33万个大肠杆菌和66万个肠球菌；沉淀池内每升污水中蛔虫卵和毛首线虫卵分别高达193.3和106.0个。如不适当处理，则不仅造成大量蚊蝇孽生，而且成为传染源，造成疫病传播，影响人类和畜禽的健康。
另外，未经处理的畜禽粪便中抗生素、化学合成药物对土壤、水体和生物的污染也是一个不容忽视的因素。
2.2.2禽畜粪便还田的关键——堆肥技术。畜禽粪便是优质的有机肥料，可以作为肥料直接施用，但其中的有害物质和微生物易对环境造成二次污染，限制了它的大规模使用。生物堆肥是处理畜禽粪便的有效方法。通过微生物发酵产生高温，杀死其中的病原菌及杂草种子，并分解其中的有害物质，使得有机物达到稳定化，从而提高肥效。
不同堆肥技术的主要区别在于：维持堆料均匀及通气条件所使用的技术手段不同。这些技术可以从简单地把混匀的堆料堆成条垛式，然后定期翻堆倒垛以提供好氧条件，到复杂地把堆料放入发酵仓中，用机械设备对物料进行连续的混匀，并利用通气设备进行连续通气。目前常用的堆肥技术有很多种，分类也很复杂。按照有无发酵装置，可分为无发酵仓堆肥系统和发酵仓堆肥系统。
堆肥过程是由多种微生物参加、对畜禽粪便中有机物进行协同作用的复杂的生化反应过程。因而，所有影响微生物生长的因素都将对堆肥过程和最终产品的质量产生影响，主要影响因素为温度、水分、pH值、C/N比、供氧量及微生物种群搭配等。
堆肥过程是一个放热过程，若不加控制，则温度可达75～80℃。温度过高，会过度消耗有机质，影响堆肥产品质量，使微生物进入死亡或休眠状态；温度过低，会减慢有机物的分解速度。有研究显示，堆肥的最适宜温度为50～60℃。
微生物的活动与氧含量密切相关。供氧量影响堆肥速度和质量。一般认为，堆体中氧含量应保持在5%～15%，氧含量低于5%会导致厌氧发酵，高于15%则由于通风量过大导致堆体冷却，不能有效杀死病原菌。
堆肥中水分含量过低，满足不了微生物生长的需要，有机物难以分解；水分含量过高，则易堵塞料堆中空隙，使氧气含量减少，堆体温度下降，分解速度下降，形成发臭的中间产物。堆料中适宜的水分含量主要与堆料本身的组成有关。由于畜禽粪便中含水量一般为75%～85%，这个含水量难以进行堆肥（湿度大、使堆肥温度上不来），从而限制了畜禽粪便的资源化利用。因此，畜禽粪便的脱水和堆肥干燥是堆肥的关键技术。国外自20世纪30年代开始就对固液分离的机械设备开展研发工作。经过数十年的发展，已经形成技术成熟且系统化用于畜禽粪便固液分离的机械设备。如旧本开发的挤压式固液分离机，具有结构简单、不堵塞等特点。该机器能将含水量80%以上新鲜畜禽粪便脱水至60%以下，且脱水能耗小、机械设备投资成本不高。近10年来，国内有关用于粪便固液分离设备的研究取得了较大进展。我国“九五”科技攻关项目“规模化蛋鸡场粪污处理关键设备研究”和“规模化猪场粪污处理关键设备研究”对XJG-25型斜板挤压固液分离机和螺旋机固液分离机开展了研究。这2种机械在养殖场推广使用，均取得很好的效果。但粪便脱水存在的普遍问题是：在分离含纤维多的粪水时易堵塞，且机械故障多，易磨损，使用成本高。发展高效、低耗脱水机械和技术是高湿固体有机废弃物资源化的关键环节之一。
有机固体废弃物堆肥化处理的最适宜C/N比为（25～30）:1。由于畜禽粪便的C/N比一般较低，如猪粪为（7.1～13.4）:1，羊粪为12.3:1，牛粪为21.5:1，鸡粪为5.3:1，因而在进行堆肥前要加入一定量C/N比较高的调理剂加以调节，如秸秆、麦麸、木屑等。
堆肥过程中，堆料的pH值随时间和温度的变化而变化，可作为有机质分解状况和堆肥腐熟程度的标志。堆肥原料或发酵初期的堆料pH值为弱酸到中性，一般为6.5～7.5,腐熟的堆肥一般呈弱碱性，pH值8～9。
随着堆肥环境的变化，堆肥中微生物群落也发生改变。堆肥温度、PH值、水分、耗氧量的控制与变化对堆肥进度与腐熟度的影响，实际上是通过影响堆料中微生物种群的结构与酶的活性进行的。因此，堆肥要注意微生物种群的搭配和菌种的选用。近年来，国内外学者在这方面进行了较多的研究。刘克锋等认为，利用中温菌Bsp（1）与高温菌F1+F2+ZHB1+ZHB2搭配处理，能有效提高猪粪堆肥品质和缩短堆肥时间，是较好的微生物配比。鹿儿岛大学农学部和从事微生物研究的Moms Ch Ltd合作，发现了一种可在短时间内利用家畜粪便制作无臭堆肥的有机物分解菌——“KC菌”，只需2周即可使堆肥成熟。
经过堆肥的畜禽粪便中的有害物质和致病微生物被破坏和杀灭，有机物的稳定性和肥效得到加强，此时还田可有效改良土壤，提高肥效，同时对环境的不良影响降到最低。
3小结
若工业和农业废弃物处置不当，则会对环境和人们健康造成危害。而经过适当处置的废弃物用于土壤改良，既解决了这些废弃物的处置和出路问题，又有效改良土质，提高肥效，具有明显的环境、经济与社会效应，符合循环经济与可持续发展的要求。但在固体废弃物用于改良土壤方面尚有一些问题值得关注并需加以解决：①大量长期使用工业固体废弃物后可能对土壤环境造成的不良影响；②发展工业废弃物无害化、资源化的预处理技术以保护土壤环境；③农业固体废弃物堆肥技术的改进与优化；④研究多种废弃物混合使用技术，以提高改良效果，减少对环境的负面影响。
参考文献略