我們知道天然沸石對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展有著十分重要的作用,因?yàn)槎逊适菍⒂袡C(jī)結(jié)合的氮轉(zhuǎn)化為硝酸銨和氨的過程,硝酸銨和氨都是植物可獲得的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。沸石可以殺死病原體、干燥糞便和殺死雜草種子。最終,目標(biāo)是生產(chǎn)可用作生物基土壤改良劑的高質(zhì)量堆肥。甲烷和一氧化二氮是堆肥過程中產(chǎn)生的兩種溫室氣體。科學(xué)家們得出的結(jié)論是,這兩種氣體都比二氧化碳更有效。研究表明,硅酸鋁可以減少高達(dá)100%的排放。
天然沸石有兩種保持陽(yáng)離子如銨的方法。第一種方法是吸收,這得益于礦物的高表面積和孔隙率。第二種方法是通過陽(yáng)離子交換。天然沸石可以隔離硝酸鹽、硫酸鹽和氫離子,可以防止堆肥過程中產(chǎn)生甲烷和一氧化二氮。
一、用天然沸石修復(fù)土壤和固體廢物堆肥
在城市固體廢物堆肥中加入未經(jīng)處理或鎂改性的天然沸石已被證明可以降低在修復(fù)土壤中生長(zhǎng)的玉米植物的重金屬濃度。城市垃圾堆肥的主要負(fù)面結(jié)果是土壤被重金屬污染。堆肥土壤的管理必須在任何土地應(yīng)用之前進(jìn)行,以防止植物吸收重金屬。研究了在修復(fù)土壤中生長(zhǎng)的玉米植物中鉛、銅、錳、鋅、鎳和鎘的總吸收量,添加和不添加不同的天然沸石。
溫室實(shí)驗(yàn)測(cè)試了含有天然沸石的堆肥對(duì)玉米植株中重金屬分布的潛在影響。在堆肥過程開始時(shí),將沸石粉以 5%、10% 和 15%(按體積計(jì))添加到城市固體廢物中。將固體廢物處理成小于60mm的尺寸。廢物與不同比例的沸石混合,堆肥過程進(jìn)行了兩個(gè)月。堆肥每三天混合一次。
二、糞便堆肥和減少氣味
沸石還有助于肥料堆肥過程,并因其吸收和吸附液體、氣體和懸浮物的能力而充當(dāng)氣味控制劑。這兩種特性共同作用以對(duì)抗與糞便堆肥有關(guān)的氣味。液體和固體廢物中的銨不斷轉(zhuǎn)化為氨氣。沸石通過吸收廢物中的水分和吸附液體上微生物活動(dòng)產(chǎn)生的氨來(lái)控制氣味。
研究人員已經(jīng)確定了沸石對(duì)糞便堆肥和減少氣味的三個(gè)主要好處。首先,它通過吸附氨促進(jìn)動(dòng)物糞便中的氮保留。與沸石混合的糞肥可用作優(yōu)質(zhì)肥料,因?yàn)橹参锟衫玫牡槐A舨⒎祷赝寥馈F浯危惺ㄟ^其吸水特性控制糞便中的水分含量。最后,沸石凈化糞便厭氧消化產(chǎn)生的甲烷氣體。
Bernal的一項(xiàng)研究檢查了放入堆肥模擬器中的幾種稻草漿混合物的氨損失水平。然后,研究人員將空氣通過堆肥材料,最后將廢空氣流匯集到沸石樣品上。結(jié)果表明,53 g kg – 82 g kg 沸石在糞肥堆肥中保留了80%的氮。伯納爾得出結(jié)論,用稻草和沸石組合覆蓋堆肥材料是減少氨排放的高效方法。
另外,Meisinger 還進(jìn)行了一項(xiàng)研究,檢查農(nóng)場(chǎng)泥漿的氨揮發(fā)情況。結(jié)果表明,與未處理的漿料相比,向谷倉(cāng)儲(chǔ)存的乳漿料漿中添加6.25%的沸石可減少55%的氨排放。此外,漿料中的可溶性磷含量也降低了,這對(duì)環(huán)境具有積極的影響。