腐熟度(maturity)是衡量污泥堆肥成熟程度的參數。Brodie Herbert L[1]認為不應將污泥堆肥腐熟度和污泥堆肥質(zhì)量相混淆，腐熟即指堆肥原料所含的能量和營(yíng)養物質(zhì)形成了穩定的腐殖質(zhì)，而所謂腐熟度即堆肥完成度，即堆肥中的有機質(zhì)經(jīng)過(guò)礦化、腐殖化過(guò)程最后達到穩定的程度[2]。

　　污泥堆肥產(chǎn)品必須腐熟，若腐熟不完全就施于農田則易造成根部缺氧腐爛，并釋放出有毒物質(zhì)[3]，且增加土壤中某些重金屬離子的溶解性[4]。當前國內深圳、無(wú)錫等地已建立了幾家污泥堆肥廠(chǎng)，因此建立污泥堆肥腐熟度評價(jià)標準既是保證農田安全使用的需要，也是堆肥工藝改進(jìn)、產(chǎn)品市場(chǎng)化的客觀(guān)要求。

　　1 單項檢測參數

　　同濟大學(xué)李國建探討了堆肥過(guò)程中耗氧速率的基金頃目：上海市科學(xué)技術(shù)發(fā)晨基金重點(diǎn)項目測定，指出用耗氧速率容易區分開(kāi)一次發(fā)酵期和二次發(fā)酵期，將其作為腐熟度指標具有定量化的優(yōu)點(diǎn)[4]。堆肥腐熟度評價(jià)指標分為三類(lèi)[5]：物理學(xué)指標、化學(xué)指標和生物學(xué)指標。物理學(xué)指標包括溫度、氣味、顏色；化學(xué)指標包括化學(xué)需氧量、揮發(fā)性固體含量、易降解有機質(zhì)、腐殖質(zhì)物質(zhì)的變化、C／N等；生物學(xué)指標包括微生物活性測試和發(fā)芽試驗。物理學(xué)指標易于定性描述堆肥過(guò)程所處的狀態(tài)，因此可作為試驗的經(jīng)驗判斷，但用作評價(jià)則缺乏可比性，因此尋找合適的化學(xué)指標評價(jià)腐熟度是眾多研究者所努力的方向之一，這方面的研究比較廣泛深入。同時(shí)為了檢驗堆肥對植物的毒性，常用堆料中微生物活性的變化及對植物生長(cháng)的影響來(lái)評價(jià)堆肥腐熟度，這就是所謂的生物學(xué)指標。

　　國外關(guān)于腐熟度的檢測有一些商業(yè)檢測方法，比較著(zhù)名的有Solvita測試法[6]、Dewar 自熱測試法[7]。

　　Solvita 測試法：該測試法由美國Woods End 研究實(shí)驗室提出并申請了專(zhuān)利，已廣泛應用了二十幾年，有十三個(gè)國家采用了該方法，瑞典、丹麥、西班牙、挪威已經(jīng)將該方法作為官方測試方法[2]。該測試方法以現代凝膠技術(shù)為基礎，操作簡(jiǎn)易、快速，可在4h內得出結論。將樣品放入密閉小杯中并防入一個(gè)信號器，該信號器能反映CO2的存在（通過(guò)顏色），對照顏色表可得出結論，顏色對照表從1（生堆料）到8（腐熟堆肥）變化，讀數越大則腐熟程度越好。

　　Dewar 自熱測試法：基于最初歐洲的自熱測試標準方法，由Woods End 實(shí)驗室總結整理。先調節測試樣品的水分，然后插入一支溫度計，溫度計距瓶底大約5cm。樣品放入一個(gè)絕熱真空瓶中，這樣置于室溫至少5d，但不超過(guò)10d，并測試每天的最高溫度，其結果即為腐熟過(guò)程的最高升溫。該方法的缺點(diǎn)是測試結果只能區分腐熟和不腐熟，時(shí)間較長(cháng)，但比較直觀(guān)，具有很強的操作性。測試結果分為I-V五個(gè)等級來(lái)評價(jià)。

　　此外還有其他測試方法，例如CO2探管測試法等。

　　2 綜合評價(jià)指標

　　由于單項評價(jià)參數難以準確評價(jià)污泥堆肥腐熟度，所以必須選擇幾項適當合理的測試參數綜合評價(jià)污泥堆肥腐熟指標。中國農業(yè)大學(xué)李國學(xué)提出用化學(xué)和生物學(xué)參數相結合來(lái)評價(jià)堆肥腐熟度[8]；Frost Donna Iannotti[9]、L Wu[10]等認為腐熟度的檢測應該包括腐熟程度的檢測和穩定程度的檢測，腐熟程度的檢測主要側重于堆肥產(chǎn)品后續使用對植物的影響，如水芹植物毒性測試；穩定程度的檢測則側重于生物學(xué)性質(zhì)和微生物活性，如耗氧速率。

　　2.1 國內

　　污泥通過(guò)堆肥達到腐熟基本可消除有毒有害的有機物，穩定N、P營(yíng)養元素，消除惡臭，消滅病原體[11]。我國還未制定準確的評價(jià)堆肥腐熟度的標準參數和方法，評價(jià)方法多參考《糞便無(wú)害化衛生標準》（GB 7959-87），該標準主要從衛生學(xué)的角度來(lái)評價(jià)堆肥的腐熟程度，堆肥成熟的標志是物料呈黑褐色，無(wú)臭味，手感松散，顆粒均勻，蚊蠅不繁殖，病原菌、寄生蟲(chóng)卵、病毒以及植物種子均被殺滅[12]。顯然這些指標感性較強，但較難定量，作為評價(jià)標準存在很大局限性，已不適應當前堆肥的研究和堆肥產(chǎn)品的市場(chǎng)化。

　　同濟大學(xué)對污泥堆肥腐熟度的評價(jià)作了較多的研究，提出用模糊數學(xué)模型綜合評價(jià)污泥堆肥的腐熟度。

　　2.2 國外

　　國外關(guān)于腐熟度的評價(jià)更多是建立在以有機固體廢棄物為原料的基礎上的，其中包括畜禽糞便、城市垃圾、廚余、庭院廢物及城市污泥。

　　在美國，將堆肥列人生物固體、肥料進(jìn)行統一管理。污泥為農業(yè)利用占有相當比例。美國加利福尼亞州堆肥質(zhì)量委員會(huì )(CCQC)是一個(gè)致力于制訂統一的堆肥質(zhì)量標準以促進(jìn)堆肥產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用的官方組織。該組織提出標準的制訂原則：測試必須簡(jiǎn)易、快速、可靠且適合不同原料不同工藝的堆肥產(chǎn)品的評估。提出的評價(jià)標準為：堆肥試樣首先必須滿(mǎn)足C／N≤25，因為該值如過(guò)高則微生物就會(huì )爭奪土壤中的氮，造成生長(cháng)于土壤中的植物缺氮[13]；必須至少通過(guò)A組(包括CO2釋放量及呼吸作用、氧氣消耗、自熱測試)一項測試和B組(包括NH4 -N／NO3N、NH3濃度、揮發(fā)性有機酸濃度、種植測試)一項測試。

　　A組測試主要表征堆肥中有機物質(zhì)的降解程度，B組測試則主要表征堆肥產(chǎn)物可能會(huì )對植物產(chǎn)生的毒性作用。CCQC在提出評價(jià)內容的同時(shí)，對A組和D組也提供了相應的測試方法，從而根據結果可以評判堆肥產(chǎn)品為三種標準：高度腐熟、腐熟、不腐熟，具體見(jiàn)表1、2。

表1　 A組腐熟度測試方法
Tab.1 Determination methods for maturity of group A

測試方法 結果
高度腐熟 腐熟 不腐熟
耗氧速率測試[gO2/(kgVS·h)] ＜0.5 05-1.5 ＞1.5
CO2測試[gC/(kgVS·d)] ＜2 2-8 ＞8
SCL測試[gC/(kgVS·d)] ＜2 2-8 ＞8
WERL測試[gC/(kgVS·d)] ＜5 5-14 ＞14
Dewar自熱測試（℃） ＜10 10-20 ＞20
Solvita測試 7-8 5-6 ＜5
注：SCL=Soil Control Laboratory；

　　 WERL=Woods End Research Laboratory。
 

表2　 B組腐熟度測試方法

Tab.2 Determination methods for maturity of group B

測試方法 結果
高度腐熟 腐熟 不腐熟
NH4 -N/NO3N ＜0.5 0.5-3 ＞3
總NH3濃度（10-6g/g干固體） ＜100 100-500 ＞500
VOA（10-6g/g干固體） ＜200 200-1000 ＞1000
種子發(fā)芽率（%） ＞90 80-90 ＜80
種植測試（%） ＞90 80-90 ＜80

　　在加拿大，涉及污泥堆肥質(zhì)量標準的有三個(gè)機構：魁北克標準局(BNQ)、加拿大環(huán)境委員會(huì )(CCME）、加拿大農業(yè)和農業(yè)食品局(AAFC)。這三個(gè)機構主要分管加拿大土壤、有機肥料、公共健康、綠色產(chǎn)品、環(huán)境保護、城市污泥處理等。BNQ認為，由于現有技術(shù)問(wèn)題，不可能找到一個(gè)單項檢測方法就能充分、可靠、科學(xué)地評價(jià)堆肥腐熟度。 BNQ、AAFC提出了以下幾個(gè)指標，并認為堆肥產(chǎn)品滿(mǎn)足其中兩項即可認為達到腐熟[14l：①C／N＜25；②耗氧速率＜150mgO2／(ksVS·h)；③芹菜和蘿卜種子發(fā)芽率90％，在堆肥和土壤混合物中的生長(cháng)率與樣品試驗相比誤差不超過(guò)50％。

　　CCME也建議采用BNQ使用的分析方法，并對第三項作了進(jìn)一步改進(jìn)，指出也可采用下列的其中一項：①堆肥經(jīng)過(guò)嗜熱階段后，必須再放置至少21d；堆肥后溫度不應再繼續升高并高于周?chē)h(huán)境20℃；②有機物降解必須達到60％以上(質(zhì)量)；堆肥經(jīng)過(guò)嗜熱階段后必須再腐熟至少21 d。

　　在歐洲，德國、匈牙利、荷蘭、英國等國或由國家機構或由堆肥行業(yè)協(xié)會(huì )，都制訂了比較完備的堆肥產(chǎn)品質(zhì)量標準，其中包括堆肥腐熟度[15]。

　　3 結語(yǔ)
　?、傥勰喽逊驶幚硎俏勰鄿p量化、無(wú)害化、資源化的一種比較理想的污泥處理方法，堆肥腐熟度的評價(jià)已成為制約污泥堆肥技術(shù)發(fā)展的因素之一，建立堆肥腐熟度評價(jià)標準顯得尤為重要。②腐熟度評價(jià)方法應簡(jiǎn)單、快速、準確、可靠且易于檢測，應將其作為堆肥產(chǎn)品質(zhì)量體系之一。③建議由國家環(huán)保局和農業(yè)部根據當前的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)調查，參考國外標準研究制定適用標準，同時(shí)鼓勵科研機構在試驗的基礎上提出科學(xué)簡(jiǎn)易的檢測評價(jià)方法。