“零浪费”趋势可能会有生物固体形式的朋友。生物固体是城市污水处理系统处理生活垃圾后产生的一种物质。过去，大多数固体物质被转移到垃圾填埋场。然而，过去几十年开发的工艺可以产生“优质”的生物固体。
这些新的“EQ”生物固体污染物和病原体含量低，但营养成分含量高。它们可以应用于需要肥料和其他土壤健康改善的农业或城市土壤。它重复使用以前的“废物”材料，并在此过程中帮助环境。
生物固体很有价值，因为它们富含氮，是植物的关键营养物质。然而，植物只能利用生物固体中的少量氮作为肥料。这部分称为生物可利用氮。
弗吉尼亚理工大学的研究员奥迪尼阿尔瓦雷斯-坎波斯说，“当我们向土壤中添加生物固体时，我们需要知道有多少氮会变得生物可利用。”“我们希望提供足够健康的作物生长和产量，但不是剩余的氮。”
那是因为太多的氮会污染环境。它可以进入地表水和地下水，影响水生生态系统。“这是支持植物生长，而不是污染之间的平衡，”阿尔瓦雷斯-坎波斯说。
在一项新的研究中，Alvarez-Campos和她的同事测试了城市土壤中不同生物固体产品中氮含量的生物有效性。他们发现了一个复杂的因素。城市土壤的退化可能会降低生物固体对植物的氮利用率。
“城市土壤经常被压实和退化。它们的有机物和营养成分很低，”阿尔瓦雷斯-坎波斯说。人类活动，如建筑和重型车辆交通，可以减少城市土壤。
“生物固体具有帮助恢复这些土壤所需的功能，”阿尔瓦雷斯-坎波斯说。例如，生物固体中的有机物可以减少土壤压实。这可以使土壤更容易培养，并帮助植物的根生长。固体还可以增加土壤中水分的渗透和保留，这对植物的生长非常重要。
研究人员测试了五种不同的生物固体产品。所有产品都具有“卓越的品质”。一些生物固体与其他物质混合。这些材料包括干燥的有机和矿物材料。目标是干燥生物固体。
阿尔瓦雷斯-坎波斯说：“将生物固体应用于城市地区的主要挑战之一是其高含水量。高水分含量的生物固体产品更难运输、处理和传播。
研究表明，不与木质材料混合的生物固体产生的生物有效氮含量高于与木质材料混合的生物固体。城市土壤有机质含量低，粘土含量高，降低了生物固体中生物有效氮的含量。它们也降低了实验室方法估算有效氮的有效性。
此外，研究人员还研究了一种常见的实验室方法，该方法提供了生物固体氮有效性的最佳估计。这种方法称为7天厌氧培养。阿尔瓦雷斯-坎波斯说：“它显示了作为生物固体中氮有效性指标的最大潜力。
理解退化土壤中氮的有效性可能较低是关键。阿尔瓦雷斯-坎波斯说：“这将有助于调整生物固体的施用率，以匹配土壤退化的程度。
这些发现是重要的第一步。研究人员正在评估快速测试的可靠性，以评估应用于城市土壤的生物固体的氮有效性。他们也希望扩大自己的研究领域。“在这项研究中，我们使用了代表弗吉尼亚西南部城市土壤的土壤，”阿尔瓦雷斯-坎波斯说。未来的研究将评估生物固体的应用对更多种类的城市土壤和景观的影响。
阿尔瓦雷斯-坎波斯说：“将生物固体回收到土壤中是最可持续的废物管理方法之一。"它将碳和养分(如氮)返回土壤，并有助于植被的生长."
如果生物固体不适合农田或城市景观，它们将被填埋或焚烧。阿尔瓦雷斯-坎波斯说：“当应用于土壤时，生物固体成为一种有价值的资源，而不是令人不快的废物。
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