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文档简介

ICS65.080

CCSG21

团体标准

T/ZAEPIXXX—2024

易腐垃圾炭基肥料

Perishablewastebiochar-basedfertilizer

(征求意见稿)

2024--XX发布2024-XX-XX实施

浙江省环保产业协会发布

T/ZAEPIXXX—2024

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件由浙江科技大学提出。

本文由浙江省环保产业协会归口。

本文件主要起草单位:浙江科技大学、浙江省耕地质量与肥料管理总站、浙江同奥环保科技有限责

任公司、浙江金锅环保科技有限公司、嘉兴市土肥植保与农村能源站等。

本文件主要起草人:张敏、单胜道、虞轶俊、陈红金、刘文波、施赟、陈轶平、钱国强、李文健等。

II

T/ZAEPIXXX—2024

易腐垃圾炭基肥料

1范围

本文件规定了易腐垃圾炭基肥料的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输和

储存。

本文件适用于中华人民共和国境内生产和销售的,以厨余、生鲜、餐厨垃圾等有机易腐废弃生物质

生产的生物质炭为基质,添加发酵腐熟后的畜禽粪便、动植物残体等有机物物料,混合和(或)发酵制

成的易腐垃圾炭基肥料。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法

GB/T8576复混肥料中游离水含量的测定真空烘箱法

GB/T19524.1肥料中粪大肠菌群的测定

GB/T19524.2肥料中蛔虫卵死亡率的测定

GB/T23349肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标

GB/T28731—2012固体生物质燃料工业分析方法

DB33/T1166浙江省城镇生活垃圾分类标准

HG/T2843化肥产品化学分析常用标准滴定溶液、标准溶液、试剂溶液和指示剂溶液

NY/T525—2021有机肥料

NY/T3041—2016生物炭基肥料

NY/T3618生物炭基有机肥料

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

易腐垃圾

易腐烂的、含有机物质的生活废弃物和部分农业生产废弃物,主要是植物和动物残体,包括城乡居

民日常生活产生的厨余垃圾、农贸市场产生的生鲜废弃物、餐厨垃圾等废弃生物质。

[来源:DB33/T1166—2019,4.0.3]

易腐垃圾炭

以易腐垃圾(经过严格分类)经去杂、脱水、破碎后,在绝氧或有限氧气供应条件下、350℃~700℃

热裂解得到的富碳高芳香化的多孔固体颗粒。

有机肥料

主要来源于植物和/或动物,经过发酵腐熟的含碳有机物料,其功能是改善土壤肥力、提供植物营

养、提高作物品质。

[来源:NY/T525—2021,3.1]

易腐垃圾炭基肥料

1

T/ZAEPIXXX—2024

易腐垃圾炭与来源于植物和(或)动物的有机物料混合发酵腐熟,或与来源于植物和(或)动物的

经过发酵腐熟的含碳有机物料混合制成的肥料。

4要求

原料要求

生产原料应遵循有机肥料“安全、卫生、稳定、有效”的基本原则。由于易腐垃圾同时含有NY/T

525—2021附录A中的优选类原料和附录B中的评估类原料(为分类陈化后的厨余废弃物),因此易腐垃

圾炭须进行安全评估并通过安全性评价后用于易腐垃圾炭基肥料生产。

外观

黑色或黑灰色,颗粒、条状、片状、柱状或粉末状产品,均匀,无恶臭,无肉眼可见机械杂质。特

殊形状产品由供需双方协议商定。

技术指标

易腐垃圾炭基肥料的技术指标应符合表1的要求。

表1技术指标要求

项目指标

生物炭的质量分数(以固定碳含量计),%≥10.0

碳的质量分数(以烘干基计),%≥20.0

可溶性盐总量(以烘干基计),%≤2.0

总养分(N+P2O5+K2O)的质量分数(以烘干基计),%≥5.0

水分(鲜样)的质量分数,%≤30

酸碱度(pH)6.0~10.0

机械杂质的质量分数,%≤0.5

污染物控制指标

易腐垃圾炭基的肥料有毒有害物质限值应符合表2的要求。

表2有毒有害物质限值要求

项目指标

粪大肠菌群数,个/g≤100

蛔虫卵死亡率,%≥95

总砷(As)(以烘干基计),mg/kg≤15

总汞(Hg)(以烘干基计),mg/kg≤2

总铅(Pb)(以烘干基计),mg/kg≤50

总镉(Cd)(以烘干基计),mg/kg≤3

总铬(Cr)(以烘干基计),mg/kg≤150

5试验方法

本文件中所用水应复合GB/T6682中三级水的规定。所用试剂、溶液,再未注明规格和配置方法时,

均应按HG/T2843的规定执行。

外观

感官法测定。

生物质炭的质量分数测定

按照GB/T28731—2012中“固定碳的计算”的规定执行。

碳的质量分数

2

T/ZAEPIXXX—2024

按照NY/T3041—2016中附录A元素分析仪法直接测定易腐垃圾炭基肥料中碳的质量分数执行。

总氮含量测定

按照NY/T525—2021中“氮含量测定”的规定执行。

磷含量测定

按照NY/T525—2021中“磷含量测定”的规定执行。

钾含量测定

按照NY/T525—2021中“钾含量测定”的规定执行。

水分含量测定(真空烘箱法)

按照GB/T8576的规定执行。

酸碱度的测定(pH计法)

按照NY/T525—2021中“酸碱度的测定(pH计法)”的规定执行。

机械杂质的质量分数测定

按照NY/T525—2021中“机械杂质的质量分数的测定”的规定执行。

粪大肠菌群数测定

按照GB/T19524.1的规定执行。

蛔虫卵死亡率测定

按照GB/T19524.2的规定执行。

砷、汞、铅、镉、铬含量测定

按照GB/T23349的规定执行。

6检验规则

按照NY/T3618的规定执行。

7包装、标识、运输和储存

按照NY/T3618的规定执行。

3

团体标准

《易腐垃圾炭基肥料》

(征求意见)

编制说明

浙江科技大学

浙江省耕地质量与肥料管理总站

2024年2月

1

目录

一、项目概况..................................................................................................................................................3

(一)科学性与必要性..........................................................................................................................3

(二)易腐垃圾炭基肥料应用前景......................................................................................................5

(三)标准先进性及国内外现行标准情况..........................................................................................6

二、前期工作简况..........................................................................................................................................7

(一)牵头单位......................................................................................................................................7

(二)协作单位......................................................................................................................................8

(三)主要工作过程..............................................................................................................................8

三、标准编写原则和主要内容....................................................................................................................10

(一)标准的编写原则........................................................................................................................10

(二)标准主要内容的依据................................................................................................................11

四、主要试验验证情况(分析报告和相关技术)....................................................................................16

(一)易腐垃圾炭基肥料施用对水稻生长和土壤性质的影响.......................................................16

(二)易腐垃圾炭基肥料指标含量分析............................................................................................18

(三)易腐垃圾炭基本性质分析........................................................................................................19

五、预期达到的效果....................................................................................................................................20

六、与现行法律、法规和政策及相关标准的协调性................................................................................21

七、贯彻实施标准的要求、措施等建议....................................................................................................22

八、强制性标准实施的风险评估及对经济社会发展可能产生的影响,以及设置标准实施过渡期的理

由....................................................................................................................................................................22

九、涉及的著作权、专利信息;................................................................................................................22

十、其他应当说明的事项............................................................................................................................22

2

一、项目概况

(一)科学性与必要性

“垃圾革命”是美丽中国建设的重要内容。根据浙江省《城镇垃圾分类

标准》(DB33/T1166-2019),易腐垃圾指的是易腐烂的、含有机物质的生

活废弃物和部分农业生产废弃物,主要是植物和动物残体,包括城乡居民

日常生活产生的厨余垃圾、农贸市场产生的生鲜废弃物、餐厨垃圾等废弃

生物质。易腐垃圾具有量大、高湿和易腐处理难点,同时拥有营养元素和

有机质丰富的资源化利用价值。当前,我国已经出台了多项关于易腐垃圾

相关的处理处置、资源化利用技术规范,仍然存在二次污染、占地面积大、

周转时间长、资源化消纳慢等问题。生物质炭化技术是一种较为成熟的生

物质资源综合利用技术,目前已经在国内外得到广泛应用和推广。与好氧

堆肥、厌氧发酵、填埋、焚烧等常用处理技术相比,生物质炭化技术对厨

3

余垃圾、生活垃圾等废弃物的减量化、无害化、资源化具有更大优势,干

物质减量化可达65%左右,处理过程更为绿色环保、安全高效。易腐垃圾

主要是来源于动植物残体的废弃生物质,在无氧或限氧条件下加热(主要

350-700℃)裂解产生的固体富碳产物-易腐垃圾炭,具有较好的资源化利用

价值和固碳减排潜力。与陈化发酵产物相比,热解炭化得到的易腐垃圾炭

稳定性高,能提高土壤酸碱缓冲性能、改良土壤结构,其吸附和持留养分

能力较强,施用土壤很大程度上提高氮肥利用率,增强作物抗逆力,具有

保肥、减肥增效作用。因此易腐垃圾炭的土壤改良应用具有广阔的产业前

景。

单一生物质炭肥力有限,还需后期施加肥料以供给作物生长所需营养。

而且,生物质炭多粉末、质轻存在运输和土壤施用困难。所以以生物质炭

为基质,添加有机肥或氮、磷、钾等养分的一种或几种,采用化学方法和

(或)物理方法混合制成的生物炭基肥料,具有一定的缓释效果,运输施

用更为方便,成为备受推荐的新型肥料种类。研究表明,应用易腐垃圾炭

制备易腐垃圾炭基肥料,显著提高作物养分利用率,土壤养分、酸碱度和

有机碳含量。生物质炭由于原材料的差异而性能不一,从而也影响炭基肥

料的性能。易腐垃圾炭不完全等同于一般的纯植物基生物质炭,有较高的

灰分和矿质养分,具有良好的土壤培肥应用价值。有必要根据易腐垃圾炭

性能,研究制定易腐垃圾炭基肥料标准,可以促进易腐垃圾生态消纳,缓

解环境污染压力,同时为易腐垃圾处理产物寻求出路,打通易腐垃圾土壤

施用的“最后一公里”。目前厨余垃圾、餐厨垃圾等易腐垃圾热解炭化物的

肥料化应用主要存在于科研和自发的应用,仍无相关技术和产品规范。为

了有效推进易腐垃圾资源化产品的规范化、规模化应用和易腐垃圾的生态

消纳,制定易腐垃圾炭基肥料标准对于规范化拓展易腐垃圾处理产物的出

路具有必要性。易腐垃圾炭基肥料标准的制定有利于保证易腐垃圾的资源

化利用规范化,提升易腐垃圾资源化利用的科学性与实用性,对打造“重要

4

窗口”,建设共同富裕示范区具有重要的现实意义。鉴于此,需要制定易腐

垃圾炭基肥料标准,规范化易腐垃圾炭基肥料产品性能,为易腐垃圾高效

减量化处理和资源化利用,以及后期土壤健康管理、土壤改良治理奠定良

好的应用基础。

(二)易腐垃圾炭基肥料应用前景

生物质炭基肥料,是指以生物质炭为基质,根据生物质炭性能、不同

区域土地特点、不同作物生长特点以及科学施肥原理,添加有机质或/和无

机质配制而成的生态环保型肥料。目前有《生物炭基肥料》(NY/T

3041-2016)、《生物炭基有机肥料》(NY/T3618-2020)等相关系列行业标准出

台。其中生物质炭基有机肥含有大量有机质,对作物生长发育起到促进作

用,有助于维持土壤生态平衡,调节土壤微生物活性、提高植物对养分的

利用效率以及减少土壤中养分流失等。生物质炭基肥料,提高肥料的缓释

性、作物养分利用效率和固碳培肥土壤,有着广阔的应用前景和市场。近

年来,中国生物炭产销量持续增长,预计2023年中国生物炭产量从2014

年的1.28万吨增长至5.08万吨;需求量从2014年的1.22万吨增长至4.62

万吨。炭基肥料需求也正逐步增加,行业市场前景一片看好。

与其他处理技术相比,易腐垃圾热解炭化没有垃圾渗滤液污染、二噁

英和温室气体排放等二次污染问题,不仅能够达到现有的污染物排放标准

要求,而且还可满足未来更严格的国家环保排放标准,具有广阔的市场前

景。技术经济分析表明,通过热解途径从生物质产生运输燃料比其他转化

途径(如气化或生化途径)更具经济优势。目前国内关于易腐垃圾(餐厨

垃圾、厨余垃圾等)热解炭化的相关专利有800多条,同时也出现了很多

易腐垃圾热解炭化处理和设备生产厂家。易腐垃圾炭化处理已经被列入国

家推广的生态文明建设项目,许多城市和地区已经开始试点和推广易腐垃

圾炭化项目。上海市已经在多个城区建设了易腐垃圾炭化设施,以实现垃

5

圾资源化和减量化的目标。浙江金华、嘉兴等地已于2018年开始开展易腐

垃圾炭和炭基有机肥料生产。施庆文等通过对七种垃圾处理工艺的运营成

本进行测算,表明炭化的处理量较大,且运营成本最低。在国际上,欧美

国家也使用易腐垃圾炭化技术进行有机废弃物处理。例如,德国在过去几

年中已经建设了多个易腐垃圾炭化工厂,并将生产的生物质炭用于城市供

暖和工业生产中。此外,随着环保的提高和生态文明建设的不断推进,易

腐垃圾炭和炭基肥料化将逐渐得到更广泛的应用和推广,未来发展前景广

阔。

(三)标准先进性及国内外现行标准情况

1.国际标准和国外先进标准情况及于国际同类标准水平的对比说明

目前无相关国外标准。

2.国内相关标准情况与标准先进性体现

以易腐垃圾为原料进行肥料化利用,国内外研究主要关注于堆肥处理

工艺和设备的开发,易腐垃圾为原料的产品标准非常有限。我国已经出台

的都是处置技术规范,如《农村生活垃圾收运和处理技术标准》

(GB/T51435-2021)、《生活垃圾综合处理与资源化利用技术要求》

(GB/T25180-2010)和《城镇垃圾农用控制标准》(GB8172),城乡建设部

制定《有机垃圾生物处理机》(CJ/T227-2018)、《餐厨垃圾处理技术要求规

范》(CJJ184-2012),以及上海地方标准《湿垃圾资源化利用技术要求餐厨

有机废弃物制备土壤调理剂》(DB31/T1199-2019)、浙江省地方标准《餐

厨垃圾资源化利用技术规程》(DB33T1180-2019)、DB11-T2011-2022《厨

余有机废弃物制备土壤调理剂技术规范》等。然而,目前鲜少有易腐垃圾

为原料的资源化产品标准。《易腐垃圾炭基肥料》的制定具有先进性,能为

易腐垃圾为原料的资源化产品的生产、出厂检验、销售环节提供依据和质

量保障,真正意义上打通易腐垃圾资源化产物的出路。

6

目前出台的易腐垃圾资源化利用的相关标准,多为易腐垃圾发酵处

理技术及产物的应用,易腐垃圾的消纳量有限,需要更为高效减量化和土

壤固碳培肥能力易腐垃圾资源化产品。目前易腐垃圾农用处理以生物发酵

堆肥技术为主,仍存在处理时间长、减量化效率不够高等问题;另一方面

现有的标准更多关注易腐垃圾处理处置,极少涉及易腐垃圾炭化技术,少

数有易腐垃圾资源化产品在土壤改良应用,这极大限制易腐垃圾炭化处理

和易腐垃圾炭的规模化应用。生物质热解炭化技术是当前绿色低碳农业的

重点发展技术,通过热解炭化工艺最大程度上降低了易腐垃圾中有机污染

物、重金属等有害物质含量,去除病菌和有害微生物的影响。因此,炭化

处理使得易腐垃圾的土壤施用安全性大为提高,其与普通腐熟有机物料混

合,具有缓释增效作用。因此,挖掘易腐垃圾炭土壤改良培肥应用的相关

产品,明晰其性能,对土壤质量和作物生长有促进作用的应用技术,建立

相关的限量标准,制定易腐垃圾炭基肥料的标准具有技术先进性。加快研

究制定易腐垃圾炭基肥料标准,易腐垃圾炭化高效减量化处理、发挥其炭

化产物固碳培肥功能,实现更高值化的资源化利用;有利于推动易腐垃圾

规范化处理,提高易腐垃圾土壤施用产品质量,减少其土壤施用的生态环

境风险;有利于打通易腐垃圾资源化土壤培肥改良应用的关键环节,发挥

易腐垃圾炭最佳的土壤改良和培肥功能,为规模化的生产应用提供技术支

持和科学依据。

二、前期工作简况

(一)牵头单位

浙江科技大学为浙江省属全日制本科高校(公益二类事业单位),其下

属的生态环境研究院长期从事废弃生物质资源化利用、土壤生态改良与修

复、炭基材料制备与应用、新型肥料研发等研究方向,主要开展耕地土壤

7

改良、农业生态环境、耕地质量和农田面源污染监测评价等技术研究、标

准制订以及推广应用,能有效协调规范制订、实施过程中与易腐垃圾处理

单位等各利益相关方之间的关系。建有“浙江省废弃生物质循环利用与生态

处理技术重点实验室”、“农林废弃生物质资源化利用浙江省工程研究中

心”、“生物质综合利用技术浙江省国际科技合作基地”和“浙江省农业生物

资源生化制造协同创新中心”等生物质炭化处理与资源化利用的研究平台;

先后承担国家重点研发计划课题、国家国际科技合作欧盟专项、浙江省重

点研发项目等省部级重点及以上项目40项,研究成果先后获国家科技进步

二等奖、浙江省科技进步一等奖、中国产学研合作创新成果一等奖和中国

商业联合会科技进步一等奖。同时,申请单位拥有一支以“废弃物循环利用

-污染防控-生态环境修复”为主线的高水平技术研究、推广团队。现具有正

高职称6人、副高职称9人、中级职称12个,人财物能得到较好保障。

(二)协作单位

浙江省耕地质量与肥料管理总站是浙江省农业农村厅直属的公益一类

事业单位,承担全省肥料产品登记的技术审查,负责开展科学施肥、耕地

土壤改良、农业生态环境、耕地质量和农田土壤污染调查监测评价等技术

研究、标准拟订以及推广应用,理论和实践经验丰富。本标准制定中,其

主要负责易腐垃圾炭基肥料质量监督、推广和宣传工作。

(三)主要工作过程

1.前期工作

编制单位于2019年与生物质炭和肥料生产企业、农业部门开始合作

易腐垃圾炭化、炭基肥料研发与土壤施用等工作,在水稻、玉米、花卉、

蔬菜等作物栽培上进行易腐垃圾炭基肥料施用试验,涉及杭州、金华、衢

州、嘉兴、舟山、温州、绍兴等地。并且,承担省重点研发计划项目《易

8

腐垃圾有机肥资源化利用出路拓展》子课题-《易腐垃圾炭基肥料研发及其

配套施用技术》,开展了易腐垃圾炭的理化性能、土壤施用安全性、炭基肥

研发、土壤施用技术等系列研究工作。

已组建由浙江科技大学、浙江省耕地质量与肥料管理总站、嘉兴市土

肥植保与农村能源站、浙江同奥环保科技有限公司、浙江金锅环保科技有

限公司为主要承担单位,相关企业,市、县(市、区)农业技术推广部门

为协助部门,抽调主要业务骨干组成《易腐垃圾炭基肥料》编制组。

2.项目实施阶段

一是组织编制标准实施方案,明确各成员单位的分工、时间进度等内

容。

二是收集、整理易腐垃圾炭基肥料利用相关的国家、农业与环境保护

行业、地方等标准与规范。

三是系统梳理分析编制组成员单位在易腐垃圾炭化、易腐垃圾炭基肥

料制备及土壤施用方面的研究成果。

四是编制组成员单位经过多次讨论,结合我省易腐垃圾处理与资源化

利用实际情况,以及多年以来的易腐垃圾炭基肥料研发的技术成果,充分

吸收相关技术规范内容。

五是按照标准要求,建立试验基地,继续开展在多种土壤质地、农作

物上易腐垃圾炭基肥料的科学施用试验,取得第一手数据资料。

六是与多个在易腐垃圾炭生产和肥料生产方面具有丰富经验的炭生产

企业和农业企业深度合作。通过现场察看、与技术人员座谈、交流,获得

易腐垃圾炭基肥料生产和性能分析的实际经验,为《易腐垃圾炭基肥料》

编制收集应用资料。

3.标准编制过程

一是试验研究与调研分析2022年1月~2022年12月,编制组对易腐

垃圾炭基肥的研发、生产及对不同土壤和作物的易腐垃圾炭基肥料施用技

9

术进行深入分析后,开始编制《易腐垃圾炭基肥料》,为编制提供了详细、

科学的数据支撑。

二是立项准备2023年1月~2023年7月,编制组对前期梳理的易腐垃

圾炭土壤施用相关标准、科研成果等进行系统整合,对易腐垃圾炭的定义、

基本理化、主要限值指标及其土壤施用等内容进行了充分的讨论,编写《易

腐垃圾炭基肥料》草案。

三是标准立项、意见征询和文本修改2023年8月~2024年1月

2023年8月召开标准立项讨论会,邀请5名专家对标准草案进行论证

研讨。根据专家意见对标准内容进行修改后,同意立项。立项文号:浙环

产协[2023]40号。

根据专家意见建议,完善团体标准《易腐垃圾炭基肥料》及《编制说

明》(草案)。

四是征求意见和文本完善2024年2月~2024年4月,向国内相关专家、

单位发出征求意见稿和《编制说明》,根据专家意见建议,进一步完善团体

标准《易腐垃圾炭基肥料》及《编制说明》(送审稿)。

4.项目拟报批阶段

拟在2024年4月,《易腐垃圾炭基肥料》以审评会方式进行专家审评,

形成《易腐垃圾炭基肥料》(报批稿)。

三、标准编写原则和主要内容

(一)标准的编写原则

(1)全面性原则

在标准的起草过程中,严格按GB/T1.1-2020的要求规划标准内容。根

据标准的内容将本标准划分为四个不同要素类型:资料性概述要素、资料

性补充要素、规范性一般要素和规范性技术要素。

10

(2)统一性原则

本标准的编写和表达方式在三个方面实现统一:一是标准结构的统一,

即标准中的章、条、段、表、图和附录的排列顺序与GB/T1.1-2020的要求

统一;二是文体的统一,即类似的条款由类似的措辞来表达,相同的条款

由相同的措辞来表达;三是术语的统一,即同一个概念使用同一个术语,

每一个术语尽可能只有唯一的含义。

(3)可行性原则

本标准的制动过程中,充分考虑标准设计的技术和程序在不同区域的

可行性,既要保障标准中指标参数和技术的科学合理性,又要确保相关技

术参数和方法可落地实施。

(4)适用性原则

本标准的制定过程中,充分考虑到标准的适用性。一是便于标准使用

者直接使用,每项条款都具有可操作性,将规范性引用文件作为标准技术

内容的重要补充,方便标准的广泛应用;二是便于引用,在标准的结构和

条款的设计方面,尽可能根据技术内容相同或相似的部分区别,减少相同

技术内容在不同条款中反复出现,方便其他标准引用。

(5)规范性原则

本标准按照GB/T1.1-2020有关标准结构的规定,确定标准的结构和内

在关系,特别是在内容的划分和层次的划分符合GB/T1.1-2020的规定。

(二)标准主要内容的依据

1关于范围

本文件规定了易腐垃圾炭基肥料的术语和定义、要求、试验方法、检

验规则、标识、包装、运输和储存。

本文件适用于中华人民共和国境内生产和销售的,以厨余、生鲜、餐

厨垃圾等有机易腐废弃生物质生产的生物质炭为基质,添加发酵腐熟后的

11

畜禽粪便、动植物残体等有机物物料,混合和(或)发酵制成的易腐垃圾

炭基肥料。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条

款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注

日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB38400肥料中有毒有害物质的限量要求

GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法

GB/T23349肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标

GB/T19524.1肥料中粪大肠菌群的测定

GB/T19524.2肥料中蛔虫卵死亡率的测定

NY/T3672生物炭检测方法通则

NY/T525-2021有机肥料

NY/T3618-2020生物炭基有机肥料

DB33/T1166浙江省城镇生活垃圾分类标准

DB11-T2011-2022厨余有机废弃物制备土壤调理剂技术规范

3关于术语和定义

根据2017年国家发展改革委、住房城乡建设部发布了《生活垃圾分类

制度实施方案》、浙江省《城镇生活垃圾分类标准》(DB33/T1166)对易腐

垃圾的分类界定标准,“易腐垃圾”定义为易腐烂的、含有大量有机物质的

生活垃圾和部分农业生产废弃物,主要包括餐厨垃圾、城乡居民日常生活

产生的有机垃圾、农贸市场产生的生鲜废弃物等。

“易腐垃圾炭”定义为易腐垃圾经去杂、脱水、破碎后,在绝氧或限

氧条件下经热解炭化生成的一种富碳高芳香化的多孔固体颗粒物质,具有

比重轻、内部孔隙丰富、比表面积大、阳离子交换量高和吸附力强等特性。

“易腐垃圾炭基肥料”定义为易腐垃圾炭与来源于植物和(或)动物的有机

12

物料混合发酵腐熟,或与来源于植物和(或)动物的经过发酵腐熟的含碳

有机物料混合制成的肥料。

4易腐垃圾炭基肥料的质量要求

1)原料要求

生产原料应遵循有机肥料“安全、卫生、稳定、有效”的基本原则。

由于易腐垃圾同时含有NY-525《有机肥料》附录A中的优选类原料和附录

B中的评估类原料(为分类陈化后的厨余废弃物),因此易腐垃圾炭须进行

安全评估并通过安全性评价后用于易腐垃圾炭基肥料生产。为确保易腐垃

圾来源质量,根据浙江省《城镇生活垃圾分类标准》(DB33/T1166),热解

原料指餐厨垃圾、城乡居民日常生活产生的有机垃圾、农贸市场产生的生

鲜废弃物等易腐垃圾。

2)外观

根据《生物炭基有机肥料》(NY/T3618)规定,黑色或黑灰色,颗粒、

条状、片状、柱状或粉末状产品,均匀,无恶臭,无肉眼可见机械杂质。

特殊形状产品由供需双方协议商定。按目测法进行。

3)酸碱度(pH)

一般为6.0~10.0。酸碱度是衡量易腐垃圾炭的一个重要指标。热解炭

化产物一般偏碱性,根据前期的试验发现,不同温度下,易腐垃圾炭的pH

值在7.5-11.5之间,因此《易腐垃圾炭基肥料》拟将易腐垃圾炭基肥料的

酸碱度(pH)定为6.0~10.0。

4)技术指标

易腐垃圾炭基肥料的各项指标应符合NY/T3618中关于固定碳含量、

碳的质量分数、养分、有毒有害物含量等技术指标要求(表1)。同时,易

腐垃圾炭基肥料的有毒有害物含量须符合GB38400《肥料中有毒有害物质

的限量要求》中的要求。

表1易腐垃圾炭基肥料的技术指标要求

13

项目指标

生物炭的质量分数(以固定碳含量计),%≥10.0

碳的质量分数(以烘干基计),%≥20.0

可溶性盐总量(以烘干基计),%≤2.0

总养分(N+P2O5+K2O)的质量分数(以烘干基计),%≥5.0

水分(鲜样)的质量分数,%≤30

酸碱度(pH)6.0~10.0

粪大肠菌群数,个/g≤100

蛔虫卵死亡率,%≥95

机械杂质的质量分数,%≤0.5

总砷(As)(以烘干基计),mg/kg≤15

总汞(Hg)(以烘干基计),mg/kg≤2

总铅(Pb)(以烘干基计),mg/kg≤50

总镉(Cd)(以烘干基计),mg/kg≤3

总铬(Cr)(以烘干基计),mg/kg≤150

与《生物炭基有机肥料》(NY3618-2021)相比,《易腐垃圾炭基肥料》

的技术指标要求增加了可溶性盐总量的限定要求(表2)。与《厨余有机废

弃物制备土壤调理剂技术规范》(DB11-T2011-2022)和《湿垃圾资源化利

用技术要求餐厨有机废弃物制备土壤调理剂》(DB31T1199-2019)相比,

增加了固定碳含量和碳含量限定值的要求,pH值要求提高了1-1.5.

表2易腐垃圾炭基肥料与生物炭基有机肥关于固定碳含量、碳的质量分数、养分、有

毒有害物含量等技术指标要求比较。

序技术指标本文件确NY3618-2021DB11-TDB31T

号定限值2011-20221199-2019

1生物炭的质量分数(以固定碳含

≥10.0≥5.0

量计),%

2碳的质量分数(以烘干基计),%≥20.0≥20.0≥17.4

3可溶性盐总量(以烘干基计),%≤2.0

4总养分(N+P2O5+K2O)的质量分≥5.0≥5.0

14

数(以烘干基计),%

5水分(鲜样)的质量分数,%≤30≤30

6酸碱度(pH)6.0~10.06.0~10.05.0-8.55.0-8.5

7粪大肠菌群数,个/g≤100≤100

8蛔虫卵死亡率,%≥95≥95

9机械杂质的质量分数,%≤0.5≤0.5≤0.1

10总砷(As)(以烘干基计),mg/kg≤15≤15≤15≤15

11总汞(Hg)(以烘干基计),mg/kg≤2≤2≤2≤2

12总铅(Pb)(以烘干基计),mg/kg≤50≤50≤50≤50

13总镉(Cd)(以烘干基计),mg/kg≤3≤3≤3≤3

14总铬(Cr)(以烘干基计),mg/kg≤150≤150≤150≤150

5试验方法

本文件中所用水应符合GB/T6682中三级水的规定。所用试剂、溶液,

在未注明规格和配置方法时,均应按HG/T2843的规定执行。

a)外观:感官法测定。

b)生物质炭的质量分数测定:按照GB/T28731中“固定碳的计算”的

规定执行。

c)碳的质量分数:按照NY/T3041-2016中附录A元素分析仪法直接测

定易腐垃圾炭基肥料中碳的质量分数执行。

d)总氮含量测定:按照NY525中“氮含量测定”的规定执行。

e)磷含量测定:按照NY525中“磷含量测定”的规定执行。

f)钾含量测定:按照NY525中“钾含量测定”的规定执行。

g)水分含量测定(真空烘箱法):按照GB/T8576的规定执行。

h)酸碱度的测定(pH计法):按照NY525中“酸碱度的测定(pH计

法)”的规定执行。

i)粪大肠菌群数测定:按照GB/T19524.1的规定执行。

j)蛔虫卵死亡率测定:按照GB/T19524.2的规定执行。

15

k)砷、汞、铅、镉、铬含量测定:按照GB/T23349的规定执行。

l)机械杂质的质量分数测定:按照NY525中“机械杂质的质量分数的

测定”的规定执行。

6检验规则

按照NY/T3618的规定执行。

7包装、标识、运输和储存

按照NY/T3618的规定执行。

四、主要试验验证情况(分析报告和相关技术)

(一)易腐垃圾炭基肥料施用对水稻生长和土壤性质的影响

1.1田间试验设计

为了解易腐垃圾炭基肥料对水稻生长和土壤肥力的促进作用,通过田

间试验,采用随机区组试验设计,开展了易腐垃圾炭基肥料(易腐垃圾炭

与发酵腐熟的猪粪以1:5比例混合复配而成)不同施用量对作物生长的影

响研究。试验共7个处理,分别为1)CK(不施肥)、2)纯化肥施用(NPK)、

2)在化肥施用基础上增施低量3t/ha的易腐垃圾炭基肥(BiocharOFL)、3)

在化肥施用NPK基础上增施中量6t/ha的易腐垃圾炭基肥(BiocharOFM)、

4)在化肥施用基础上增施中量12t/ha的易腐垃圾炭基肥(BiocharOFH),

第3-5处理可统一简称为BiocharOFs。种植作物为水稻,每个处理设置3

个重复。易腐垃圾炭基肥料在作物播种或移栽(或撒播)之前10天施用,

施用方式为田间撒施,并与土壤充分混匀。

1.2易腐垃圾炭基肥施用对白菜养分吸收和品质的促进作用

结果表明(表3),增施用易腐垃圾炭基肥可以增加白菜中的全钾含量,

钾含量随着施用量增高而增高。与纯化肥相比,增施易腐垃圾炭基肥使白

菜茎叶钾含量增加3.6%左右。增施易腐垃圾炭基肥,白菜茎叶中的磷和磷

16

含量显著增加,6tkg/ha施用量下,效果最好,其茎叶中的磷含量比纯化

肥处理增加60.5%,氮含量则增加30%以上。

与CK相比,纯化肥处理对长梗白菜叶绿素的提升效果不显著。施

用PBF之后白菜叶绿素提升明显。叶中叶绿素在3tkg/ha施用量处理下效

果最好,提升了23.8%;茎中叶绿素6tkg/ha施用量下效果最好,提升了

77.8%。可见,易腐垃圾炭基肥可以增加长梗白菜中叶绿素的含量。与纯化

肥相比,易腐垃圾炭基肥可以提高白菜中可溶性糖的含量,且在6tkg/ha

施用量下茎叶中的效果最好,从2.28mg/g增加至5.69mg/g,是纯化肥处理

的1.6倍。

总之,增施易腐垃圾炭基肥有效促进长梗白菜对养分的吸收和及其

品质的提升。

表3易腐垃圾炭基肥料施用对长庚白菜养分和品质的影响

处理生物量叶片氮含量叶片钾含量叶片磷含量叶绿素可溶性糖

%%%含量含量

CK6.44c0.06c3.13c0.86b0.98c3.72c

NPK15.76b0.18b3.45b0.84b1.11bc3.20c

BiocharOFL15.46b0.17b3.58a0.78b1.37a4.43b

BiocharOFM22.92a0.59a3.59a1.38a1.24ab5.50a

BiocharOFH15.63b0.23b3.58a0.95ab0.71c4.65b

1.2不同用量的易腐垃圾炭基肥对水稻生长的影响

如表4所示,易腐垃圾炭基肥料施用量对水稻生长产生明显影响。与

不施肥CK,施用化肥和增施易腐垃圾炭基肥均可提高作物的产量、株高、

氮钾累积量。中量(6tkg/ha)和高量(12tkg/ha)易腐垃圾炭基肥处理的

水稻产量比纯化肥处理无在数值上有增加的趋势。因此,易腐垃圾炭基肥

施均可在一定程度上也促进水稻生长和养分吸收。

表4易腐垃圾炭基肥料对水稻产量、生物量和养分累积的影响

17

处理产量地上部生物量株高氮累积量磷累积量钾累积量

kg/hakg/hacmkg/hakg/hakg/ha

CK6286.7±582.7b12501.6±2608.5b111.8±2.4ab98.1±21.8c22.6±4.3a109±26.7b

PK6575.2±598.1b12662.4±2111.7b109.2±4.4b103.3±19bc24.2±4.4a109.6±18.8b

NPK8112±145.3a16752.5±523.2a114.3±1.3ab156.2±13.1a27.9±4.5a176.8±36.1a

BiocharOFL7969.4±387.2a14960.5±1301.4ab113.9±1.2ab139.4±2ab26.8±2.1a150.6±15.9ab

BiocharOFM8348.7±420.7a16710.9±1181.5a117.1±3.9a148.4±5.4a30.3±1.3a181±16.4a

BiocharOFH8364.9±430.3a15288±1263.8a115.6±3.2ab148.6±11.7a27.5±2.6a155.5±27.6ab

1.3易腐垃圾炭基肥料提高土壤综合肥力和土壤有机碳含量。

与单施化肥(NPK)相比,增施易腐垃圾炭基肥可提高土壤的速效磷、

速效钾含量,及土壤pH值,中、高施用量下土壤总有机碳和养分均显著升

高(表5)。这些结果说明,增施6~12t/ha易腐垃圾炭基肥有助于提高土

壤综合肥力,增加土壤的有机碳含量。

表5易腐垃圾炭基肥料对水稻土壤性质的影响

处理pHEC总有机碳总氮速效磷速效钾

μs/cmg/kgg/kgmg/kgmg/kg

CK6.7±0.4ab126.3±14.8ab7.1±0.6ab0.83±0.06a10.8±8.5b88.1±12b

PK6.6±0.5ab98.0±17.0b6.6±0.7b0.83±0.06a15.7±7.3b95±10.1b

NPK6.4±0.2b151.7±34.5ab7.2±0.6ab0.87±0.06a17.1±10.6ab102.7±10.9b

BiocharOFL6.6±0.1ab140.4±25.7ab6.9±0.5ab0.87±0.12a17.1±8.8ab110.8±6.7b

BiocharOFM6.6±0.1ab159.4±27.8ab8.5±0.5a1.00±0.01a21.9±11.7a184.9±33.1a

BiocharOFH6.8±0.3a198.3±40.5a7.8±0.8ab0.93±0.06a23.2±1a186.4±35.7a

(二)易腐垃圾炭基肥料指标含量分析

经南京卡文思检测技术有限公司、中煤浙江检测技术公司第三方检测

机构的检测结果表明(表6,检测报告见附件1),易腐垃圾炭基肥的各项

技术指标都符合NY/T3618《生物炭基有机肥料》的技术指标要求,重金

属等有害物质也在GB38400《肥料中有毒有害物质的限量要求》规定的安

全限量值范围内。

表6易腐垃圾炭基肥的技术指标

序本文件确定易腐垃圾炭基

技术指标

号限值NY3618-2021肥实际检测值

生物炭的质量分数(以固定碳含量

1≥10.0≥5.012.76

计),%

2碳的质量分数(以烘干基计),%≥20.0≥20.029.48

3可溶性盐总量(以烘干基计),%≤20.13

18

总养分(N+P2O5+K2O)的质量分数(以

4≥5.0≥5.08.76

烘干基计),%

5水分(鲜样)的质量分数,%≤30≤307.3%

6酸碱度(pH)6.0~10.06.0~10.08.81

7粪大肠菌群数,个/g≤100≤100<3

8蛔虫卵死亡率,%≥95≥95100%

9机械杂质的质量分数,%≤0.5≤0.50.16

10总砷(As)(以烘干基计),mg/kg≤15≤152.5

11总汞(Hg)(以烘干基计),mg/kg≤2≤20.062

12总铅(Pb)(以烘干基计),mg/kg≤50≤5010

13总镉(Cd)(以烘干基计),mg/kg≤3≤30.23

14总铬(Cr)(以烘干基计),mg/kg≤150≤15048

(三)易腐垃圾炭基本性质分析

选取来自杭州、金华、嘉兴、台州、绍兴等地多处易腐垃圾处理中心

的易腐垃圾原料,制备得到易腐垃圾炭。经中科检测技术服务有限公司、

中煤浙江检测技术公司、江苏省产品质量监督检验研究院等第三方检测机

构的检测结果表明,分析结果显示:镉(Cd)含量为0.1-0.71mg/kg,

0.48±0.2mg/kg,变异系数为41.67%;铬(Cr)含量为8.2-132.5mg/kg,平均

42.72±65.24mg/kg,变异系数为152.72%;铅(Pb)含量为2.3-49.6mg/kg,

平均19.9±12.2mg/kg,变异系数为61.30%;汞(Hg)含量<0.002mg/kg;

砷(As),含量为0.16-4.32mg/kg,平均1.49±1.77mg/kg,变异系数为118.79%。

苯并芘<0.005mg/kg,邻苯二甲酸酯类总量<4.9mg/kg,都在GB38400《肥

料中有毒有害物质的限量要求》规定的安全限量值范围内。易腐垃圾炭的

养分含量、表观特征见表6

表6易腐垃圾炭养分含量

有效氮有效磷速效

碳%氮%磷%钾%pH

mg/kgmg/kg钾%

35.6±1.121.8±0.090.5±0.022.0±0.049.0±0.25246.0±16.01.7±0.1410.1±0.05

19

图2易腐垃圾炭扫描电镜图像

五、预期达到的效果

2020年全国生活垃圾产生量达3.43亿吨,易腐垃圾占50%-60%以上,

其中餐厨垃圾产生量就达1.28亿吨。浙江省易腐垃圾产生量达0.1亿吨以

上,易腐垃圾高湿、有机富营养,直接排放或处置不当,不仅对环境造成

污染,而且也造成资源的极大浪费。如何有效处理利用易腐垃圾,已经成

为一个严峻的问题。采用炭化技术处理易腐废弃生物质,制备成多孔富碳

的多功能炭基材料,可以解决这一难题,达到资源化利用的目的。并且进

一步通过与有机腐熟物料的复配,易腐垃圾炭基肥料,不仅可以改良土壤、

培肥土壤,对土壤碳和氮有较好的固定作用,也具有土壤酸化改良作用。

制定《易腐垃圾炭基肥料》有助于厘清易腐垃圾炭土壤施用的准入要

求,有利于提升易腐垃圾资源的利用效率,有利于推动易腐垃圾资源化产

业的有序发展。通过标准实施,将有助于实现浙江省易腐垃圾炭化处理产

品作为原料进行肥料化利用推广,以期为规范化利用易腐垃圾及易腐垃圾

炭提供技术支持,为易腐垃圾资源化利用提供一条行之有效的绿色途径。

充分依托省耕肥系统技术推广平台,城乡建设部门加强垃圾分类管理,通

过组织宣贯、建立示范,以点带面,全力推动《易腐垃圾炭基肥料》在浙

20

江的应用,带动全省易腐垃圾炭化资源化利用。通过3年时间,推广易腐

垃圾炭基肥料施用3万亩。

六、与现行法律、法规和政策及相关标准的协调性

本文件严格遵守了我国相关的法律法规,并于其他相关标准保持了协

调统一。与本标准下列法律法规及强制性标准要求相一致。

(1)本文件的编制遵循和依据《中华人民共和国标准化法实施条例》

(中华人民共和国国务院令第53号)、2020年9月1日实施的《固体废物

污染环境防治法》。

(2)目前国外尚无关于易腐垃圾炭基肥料的权威标准。易腐垃圾资源

化利用有关的标准多为地方标准,且都以易腐垃圾发酵处理后的产物直接

土壤施用为主,总发布量也较少,如《城镇易腐垃圾资源化处理工程运营

评价规范》(DB33/T1341-2023)、《湿垃圾资源化利用技

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