“零浪费”趋势可能会有生物固体形式的朋友。生物固体是在城市污水系统中处理生活垃圾后生产的材料。过去，大部分固体物质都转移到了垃圾填埋场。但是，过去几十年开发的工艺可以创造“卓越品质”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。

生物固体是有价值的，因为它们富含氮，是植物的关键营养素。但是，植物只能使用生物固体中的一小部分氮作为肥料。该部分称为生物可利用的氮。

弗吉尼亚理工大学研究员Odiney Alvarez-Campos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成生物可利用的。”“我们希望提供足够的健康作物生长和产量，但不是剩余的氮。”

那是因为过多的氮会污染环境。它可以进入地表水和地下水，影响水生生态系统。“这是在支持植物生长，而不是污染之间取得平衡，”Alvarez-Campos说。

在一项新的研究中，Alvarez-Campos和她的同事们测试了不同生物固体产品中的氮含量在城市土壤中的生物可利用性。他们发现了一个复杂的因素。城市土壤的退化性质可能会降低生物固体对植物的氮素利用率。

“城市土壤经常被压实，土壤退化。它们的有机物质和养分含量低，”Alvarez-Campos说。人类活动，如建筑和重型车辆交通，可以降低城市土壤。

“生物固体具有帮助恢复这些土壤所需的功能，”Alvarez-Campos说。例如，生物固体中的有机物质可以减少土壤压实。这可以使土壤更容易耕种，并帮助植物的根系生长。生物固体还可以增加土壤中的水分渗透和保留，这对植物生长很重要。

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“卓越品质”。一些生物固体中混入了其他材料。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。

“将生物固体应用于城市地区面临的主要挑战之一是其含水量高，”Alvarez-Campos说。具有高水分的生物固体产品更难以运输，处理和传播。

该研究表明，未与木质材料混合的生物固体产生的生物可利用氮含量高于与木质材料混合的生物固体产品。城市土壤中低有机质和高粘土含量降低了生物固体中生物可利用氮的含量。它们还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用的实验室方法，该方法提供了生物固体氮可用性的最佳估计。该方法称为7天厌氧培养。“它显示出最大的潜力可用作生物固体氮可用性的指标，”Alvarez-Campos说。

了解退化土壤中氮的有效性可能较低是关键。“它将有助于调整生物固体施用率以匹配土壤退化程度，”Alvarez-Campos说。

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，以估算应用于城市土壤的生物固体的氮可用性。他们还希望扩大他们的学习领域。“在这项研究中，我们使用了代表弗吉尼亚州西南部城市土壤的土壤，”Alvarez-Campos说。未来的研究将评估生物固体应用对更多种类的城市土壤和景观的影响。

“将生物固体再循环到土壤中是最可持续的废物管理方式之一，”Alvarez-Campos说。“它将碳和营养物质 - 如氮气 - 返回土壤，并有助于植被生长。”

如果生物固体不适用于农田或城市景观，则将其弃置于垃圾填埋场或焚烧。“当应用于土壤时，生物固体成为宝贵的资源，而不是令人不快的浪费，”Alvarez-Campos说。