前言

随着我国经济社会的快速发展,村镇有机固体废弃物的产生量逐年递增,2015年我国有机固体废弃物产生量达18564万吨,预计2020将达到32300万吨。堆肥是有机固体废弃物资源化的重要手段,通过堆肥,有机固体废物中的有机质可转化为腐殖质类物质,可用于补充土壤碳源,提高氮、磷、钾等无机肥肥效。由于农药、化肥的施用,矿山开采污染以及大气污染物的干湿沉降,导致土壤受到了重金属和农药污染,堆肥腐殖质除了能增补土壤有机质和提高营养成分的肥效外,是否还具有其他环境修复功能,如降低重金属的毒性、促进农药的降解矿化等目前还不得而知。

近年来研究显示,土壤、泥炭地和沉积物来源的腐殖质具有氧化还原特性,可作为微生物胞外呼吸的电子受体参与电子传递过程。当微生物进行胞外呼吸时,腐殖质可接受电子自身被转化为还原态,随后还原态的腐殖质再将电子传递给其他物质,如高价态重金属、卤代及硝代有机物,促进后者的还原或降解,进而改变这些污染物在环境中的存在状态、毒性和环境归宿。腐殖质的这种电子传递特性对于土壤污染物的修复具有非常重要的作用。堆肥是一个腐殖质的形成过程,堆肥产品中含有大量的腐殖质物质,然而相对于土壤等来源的腐殖质,堆肥腐殖质的形成时间短、结构简单、脂族性强,其电子转移能力及促进污染物还原降解特征可能有自己的独特之处,目前尚不清楚,急需要探讨。

本书在国家杰出青年基金“城镇固体废弃物处置与资源化(51325804)”资助下,开展了堆肥有机质电子转移及土壤利用原理研究,阐明了堆肥腐殖质合成机制及腐殖化规律,提出了生产高品质腐植酸肥调控方案,确定了堆肥腐殖质电子转移规律、影响因素及与土壤腐殖质电子转移的差异,揭示了堆肥腐殖质促进污染物降解转化规律及作用途径。

本书分为3篇,共13章。第一篇为堆肥有机质电子转移特征及影响因素,共4章,内容分别为堆肥过程有机质演变规律、堆肥过程有机质电子转移能力、堆肥过程腐殖质还原菌演变特征及堆肥过程有机质电子转移能力的影响因素,主要由席北斗、何小松和赵昕宇完成。第二篇为堆肥有机质电子转移介导污染物降解转化,包括4章,内容分别为堆肥有机质电子转移介导硝基苯降解特征、堆肥有机质电子转移介导五氯苯酚还原脱氯特征、堆肥有机质电子转移促进土壤五氯苯酚降解及堆肥有机质电子转移促进Cr(Ⅵ)转化特征,主要由何小松、袁英和杨超完成。第三篇为基于土壤有机质电子转移的堆肥土壤利用机制,包括5章,内容分别为土壤有机质电子转移能力特征、土壤有机质电子转移对长期汞污染的响应、土壤腐殖质电子转移能力对异源污灌的差异性响应、堆肥有机质对水稻土壤中汞形态转化影响的研究及土壤污染物修复影响因素,主要由席北斗、檀文炳和李猛完成。

限于著者时间及水平,书中不足和疏漏之处在所难免,敬请各位读者批评指正。

著者

2018年5月