2.6 污泥堆肥質量評價

2.6.1 污泥堆肥腐熟度評價

腐熟度即堆肥腐熟的程度，指堆肥中有機物經過礦化、腐殖化過程后達到穩定化的程度。它是衡量污泥堆肥產品質量好壞的一個重要指標。堆肥過腐時，大量養分由于得不到充分利用而白白消耗；未完全腐熟的堆肥C/N比過高（25∶1或更高），所含的有機質沒有達到足夠穩定，施入土壤之后對農作物生長產生一些不利影響，如阻礙農作物對氨的吸收、造成植物缺氧；而C/N比過低，施入土壤后會造成大量氨氣的產生，對植物生長有毒害作用。未腐熟的堆肥在施入土壤后一段時間，由于堆肥中的有機質尚未分解完全，從而引起微生物在土壤中繼續劇烈活動而導致氧的缺乏，容易在植物根區形成厭氧條件，增加土壤中某些重金屬離子的溶解，影響植物的正常生長。同時，未經處理的有機廢物、未腐熟的堆肥在這種環境條件下會產生大量的中間代謝物——有機酸（如丁酸、戊酸、酚、己酸、庚酸），尤其是乙酸和酚類化合物會抑制植物種子發芽、根系生長，減少作物的產量。在還原條件下可產生H2S和NO等有害成分，這些物質會嚴重毒害植物根系，影響作物的正常生長還會產生臭味，給堆肥利用帶來了很大的問題。

為了盡量減少和避免腐熟中出現的一些不良影響，國內外學者在堆肥腐熟度評價方面開展了大量研究，實際應用中由于涉及堆肥原料、堆肥條件、堆肥工藝和堆肥成品要求等多方面因素，使得腐熟度評價也變得較為復雜，通常評價堆肥腐熟度包括物理、化學、生物及波譜學四類評價指標。

2.6.1.1 物理評價指標

堆肥腐熟度的物理評價指標即通過堆肥的表觀特征來確定是否腐熟。通常情況下，腐熟堆肥的表觀特征為：①堆肥后期溫度自然降低；②不再吸引蚊蠅；③不會有令人討厭的臭味；④由于真菌的生長，堆肥表面有白色和灰白色菌絲附著；⑤堆肥產品呈現疏松的團粒結構。此外，高品質的堆肥腐熟料應該是深褐色，肉眼看上去均勻，并發出令人愉快的泥土氣味，這種方法只能從感官上進行初步判斷，難以進行定量分析。

（1）溫度：堆肥過程中的溫度變化可分為三個明顯階段，即初期加熱階段、高溫階段和冷卻階段。升溫階段堆體溫度會逐步上升到55℃以上，隨之會維持一段時間高溫階段，其后逐漸過渡到降溫階段，并達到環境溫度。溫度的變化與堆肥過程中的微生物代謝活性有關。研究表明二者之間的關系可用式（2-53）表示：

式中 KT、K20——溫度在T℃、20℃時的呼吸速率；

P——常數。

堆肥腐熟后，堆體溫度與環境溫度趨于一致，一般不再明顯變化。不同堆肥系統的溫度變化差別顯著。盡管堆體為一段均相體系，其各個區域的溫度表現不均衡，限制了溫度作為腐熟度定量指標的應用，但其仍是堆肥過程最重要的常規檢測指標之一。

（2）氣味：新鮮的城市污泥具有令人不愉快的氣味，招引蚊蠅。若垃圾處理機械運行正常，投進污泥不愉快氣味在高溫發酵過程中會逐漸減弱并消失，腐熟后的產物無臭味，不再招引蚊蠅。污泥堆肥結束和翻堆后，堆體內無不快氣味產生，并檢測不到低分子脂肪酸，堆肥腐熟產品具有潮濕泥土氣息。

（3）色度：堆肥過程中堆料逐漸發黑，腐熟后的堆肥產品呈黑褐色或黑色。Breime等提出可以用堆肥產品的色度來判斷其是否成熟，但使用該方法時要注意取樣的代表性，而且堆肥的色度受其原料成分的影響較大，所以很難建立統一的色度標準以判別各種堆肥的腐熟程度。

（4）光學性質：對于不同時間堆肥的水萃取物在波長280nm、465nm和665nm的光學性質研究表明，由于個別有機成分的少量存在，抑制了對短波長280nm、465nm的吸收，而對665nm波長的可見光影響較小。通過檢測堆肥在E665nm（E665nm表示堆肥萃取物在波長665nm下的吸光度）的變化可反映污泥堆肥腐熟度。

2.6.1.2 化學評價指標

溫度、氣味、顏色難于定量表征污泥堆肥過程中堆料成分的變化，也就不容易定量說明堆肥的腐熟程度。所以，常通過化學法分析堆肥中的化學成分或性質的變化以評價污泥堆肥腐熟度。化學指標即堆肥過程中堆料的化學成分或性質的變化，采用這類指標來評價堆肥的腐熟度，也是一種比較常用的簡單易行的方法。用來研究腐熟度的化學指標有：有機質變化指標、氨氮指標、腐殖化指標、碳氮比和有機酸含量等。

1．pH值和電導率

一般情況下，堆肥原料或發酵初期pH值為弱酸性至中性，通常為6.5～7.5，腐熟的堆肥一般呈弱堿性，pH值在8～9，但pH值受堆肥原料的影響較大，只能作為評價堆肥腐熟度的一個必要條件，而不是充分條件。電導率（EC）反映了堆肥提取液中的離子總濃度，即可溶性鹽的含量。堆肥中的可溶性鹽是對作物產生毒害作用的重要原因之一，主要由有機酸鹽等組成。聶永豐（2000）認為，當堆肥EC值小于9.0mS/cm時，對種子發芽沒有抑制作用，同樣，EC也是堆肥腐熟的一個必要條件。

2．有機質的變化

在堆肥過程中，堆料中的不穩定有機物分解轉化為二氧化碳、水、礦物質和穩定化腐殖質，堆料的有機質含量變化顯著。反映有機質變化的參數有水溶性有機質（酸）、化學耗氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）以及揮發性固體（VS）等。

COD的變化主要發生在熱降解階段，在隨后的階段趨于平穩，當堆料的COD小于700mg/g干堆肥時可以認為堆肥達到腐熟。BOD5雖然不代表堆肥中的全部有機物，但代表了堆肥中可生化降解部分，隨著堆肥的進行，BOD5不斷降低。Kasper（1981）認為腐熟的堆肥產品中BOD5值應小于5mg/g干堆肥。但是，原料成分對于BOD5的影響很大。有些原料的原始BOD5值就較低，使得這一參數與上述揮發性固體類似，對于不同原料的指標無法統一；且測定的BOD5的方法復雜、費時，不能及時反饋產品的結果，從而影響對操作過程的控制。揮發性固體含量基本上反映了堆肥原料中有機質的含量，在不同的堆肥過程中變化幅度比較大，污泥堆肥中，揮發性固體含量的測定可采用550℃下灼燒4h的重量損失，但也有研究者提出430℃下燃燒24h能更好地反映有機質含量。

某些有機質，如淀粉、糖類、脂肪、纖維素等在堆肥過程中發生的變化具有規律性。淀粉和糖類是易降解有機質，很容易被微生物利用，如果堆肥物質達到了穩定狀態，就不應再含有淀粉和糖類。可用碘法來測定堆肥中的淀粉，但不能以淀粉消失判定堆肥腐熟，因為淀粉僅占堆料可降解物的一小部分，檢不出淀粉應是堆肥腐熟的必要條件。水溶性糖類含量在堆肥過程中大幅度降低，所以堆肥中水溶性糖含量可作為堆肥腐熟度指標。在好氧堆肥發酵初期，所有原料都會以CO2形式釋放出一部分有機質，可降解有機質越多，釋放CO2越多。隨堆肥腐熟過程的進行，可降解并放出的有機質含量會減少。當它達到一定值或者消失時，可以認為堆肥已達腐熟。堆肥的每100g有機質中，能釋放出CO2的有機質少于500mg時，該堆肥便達腐熟。但是，此參數的測定周期較長，需要38d。因此，其實際應用價值受到限制。

這些評價指標與堆肥時間有很顯著的相關性，是指示堆肥腐熟程度的合適參數。盡管水溶性有機質也受堆肥原料性質的影響，但在堆肥后期，其值一般會穩定在一定水平之下，可用來判定堆肥的腐熟穩定程度。

3．氮成分變化

堆肥化過程中含氮有機物發生降解：一部分轉化為氨氣，轉化的氨氣或被微生物同化吸收或被微生物氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，或逸入大氣（氮損失，污泥中氮含量相對較高，存在氮的損失問題）。在堆肥后期，部分氨氣被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽。因此亞硝酸鹽或硝酸鹽的存在可用于判斷堆肥腐熟的依據。Inbar等描述了硝酸鹽隨堆肥時間變化的趨勢，認為輔以其他參數，硝酸鹽是評價堆肥腐熟度的簡單而有力的參數，具有較好的實用價值。但是，由于N濃度變化受溫度、pH值、微生物代謝、通氣條件和N源條件的影響，這一類參數通常只作為堆肥是否完全腐熟的參考指標之一，不能作為污泥堆肥腐熟度評價的絕對指標。

4．與腐殖化程度相關的參數

堆肥過程中伴隨著腐殖化的過程，研究各腐殖化參數的變化是評價腐熟度的重要方法。

CEC（陽離子交換容量）: CEC值一般隨腐殖化過程的進行而逐漸增加。但是不同原料來源的腐熟堆肥，其CEC值在41.4～123mol/kg之間，變化范圍太大。而且，對于某些堆肥原料初始CEC值就大于60cmol/kg的有機質，顯然不太合適。因此，CEC值需和其他指標結合起來才可用以判斷堆肥是否腐熟。一些研究者認為，CEC/TOC（陽離子交換量與總有機碳之比）可以用作供試材料的腐熟指標，但是它也受到堆肥原料及堆肥過程的影響。

腐殖化參數：因為影響土壤環境、團粒結構及肥力和植物生長，所以腐殖質是土壤有機質中最重要的部分。根據堆肥在酸、堿中的溶解性質，可將堆肥腐熟料中的腐殖質劃分為：腐殖質HS，腐殖酸（胡敏酸HA，富里酸FA），富里部分FF及非腐殖質成分NHF。它們的含量多少通常可以用含碳量表示。在堆肥原料中HA含量低，FA含量多，但隨著堆肥過程的進行，二者的含量發生顯著變化，HA含量增加，FA含量在堆肥過程中下降。一般情況下，有機質的腐殖化程度可通過以下參數來表示：

腐殖化指數HI=胡敏酸HA/富里酸FA

腐殖化率HR=胡敏酸HA/（富里酸FA+非腐殖質成分NHF）

胡敏酸的百分含量HP=（胡敏酸HA/腐殖質HS）×100%

腐殖化度DH% =（胡敏酸碳+富里酸碳CHA+FA/總可溶性碳TEC）×100%

由于DH值受堆肥原料的水分含量影響較大，這對于DH指標的確定和應用有很大的局限。有機物的腐殖化程度不適于描述堆肥腐熟度，主要原因為其總含量在堆肥過程中變化不明顯，新腐殖質形成的同時，有些腐殖質會發生礦化作用。因此，腐殖化參數在堆肥過程中的變化只可作為堆肥腐熟度評價的一個參考指標（表2-11）。

5．碳氮比的變化

碳源是微生物利用的能源，氮源是微生物的營養物質。污泥堆肥過程中有機物經過礦化、腐殖化過程，碳轉化成二氧化碳和腐殖質物質，而氮則以氨氣的形式散失或變為硝酸鹽和亞硝酸鹽或被微生物體同化吸收。因此，碳和氮的變化是堆肥的基本特征之一。

C/N（固相）：固相C/N是一種傳統的方法，常被作為評價腐熟度的一個經典的參數，理論上C/N值在腐熟的堆肥產品中像腐殖質一樣約為10。一般情況，C/N從最初的25～30或更高降低到15～20，表示堆肥已腐熟，達到穩定的程度。在堆肥混合原料最初的C/N＞25的情況下，固相C/N作為腐熟度指標得到了很好的應用，但對堆肥混合原料的C/N值較低的情況，就不太適合。Hirai等認為C/N小于20只是堆肥腐熟的必要條件，建議采用：T=（終點C/N）/（初始C/N）評價腐熟度。他們收集并分析了許多數據，認為當T值小于0.6時堆肥達到腐熟。有人認為腐熟的堆肥T值應在0.53～0.72或0.49～0.59之間。

6．水溶性成分參數

污泥堆肥反應是微生物對堆肥原料中有機物的生物化學轉化過程，代謝發生在水溶相，因此，檢測堆肥樣品水萃取成分的變化更能反應堆肥腐熟程度。水溶性成分的主要參數有水溶性有機質（WSC）、水溶性碳與水溶性氮的比值（WSC/WSN）、水溶性碳與總氮量的比值（WSC/TN）、水溶性碳與有機態氮的比值（WSC/N-org）。

實踐證明，WSC與堆肥時間有很顯著的相關性，是指示堆肥穩定程度的一個合適的參數。盡管堆肥過程中WSC的含量也受到原料性質的影響，但是在所有堆肥腐熟的最后時期，WSC的含量的數值都不超過2.2g/L，所以WSC含量小于2.2g/L，可以作為評價堆肥腐熟度的參數。見表2-12所示。

7．有機酸指標

有機酸廣泛存在于堆肥腐熟過程中，可通過有機酸的變化評價堆肥腐熟度。隨著堆肥的進行，有機酸逐漸減少。但是有機酸只能定性表征腐熟程度，即未腐熟的堆肥含有的有機酸多，腐熟的堆肥有機酸含量極少。Chen等研究污水污泥堆肥水浸體液中有機酸含量變化表明（表2-13），腐熟堆肥較污泥中低分子有機酸含量大幅度降低。但堆肥材料不同，腐熟后堆肥各種有機酸含量差異較大。

2.6.1.3 生物學評價指標

考慮到污泥堆肥腐熟度具有的化學和生物學的雙重含義，只有化學分析方法是遠遠不夠的，將化學指標與生物學指標相結合來評價腐熟度才是可靠的方法。堆肥中微生物的活性變化及堆肥對植物生長的影響常用以評價堆肥腐熟度，這些指標主要有種子發芽率、呼吸作用及生物活性等。

1．呼吸作用

對于污泥堆肥好氧發酵來說，微生物吸收氧氣和釋放二氧化碳的強度反映了堆肥過程微生物活性的變化，也反映了堆肥過程有機物的變化。因此，可根據堆肥過程中微生物吸收O2和釋放CO2的強度來判斷微生物代謝活動的強度及堆肥的穩定性。通常在堆肥后期，堆肥CO2釋放強度降低并達到相對穩定。呼吸作用可通過測定呼吸強度和溶解氧來計算，由于測定與實際誤差大，這個指標較少使用，但可作為微生物代謝活動強度的指示指標。

2．微生物活性

污泥堆肥堆體中微生物量級種群的變化，也是反映堆肥代謝情況的依據。反映微生物活性變化的參數有酶活性、ATP（三磷酸腺苷）和微生物量。堆肥過程中，多種氧化還原酶和水解酶與C、N、P等基礎物質代謝密切相關。分析相關的酶活力，可間接反映微生物的代謝活性和酶特定底物的變化情況。ATP（三磷酸腺苷）是土壤中生物量的測定方法之一，近年來開始在污泥堆肥中應用。ATP與微生物活性密切相關，隨堆肥的時間變化明顯。但ATP的測定比較復雜，監測設備投資較大，原料中如果含有ATP抑制成分，對ATP的結果也有影響。堆體中微生物量及種群的變化，也是反映堆肥代謝情況的依據。在堆肥中存在著各種各樣的微生物群落，不同堆肥時期的溫度不同，隨著溫度的變化微生物群落的結構也隨之相應變化。Inbar的研究表明，在堆肥初期，堆肥呈中溫，嗜溫菌較活躍，大量繁殖，主要是蛋白質分解細菌，產氨細菌數量迅數增加。當堆肥達到50～60℃時，嗜溫菌受抑制甚至死亡，嗜熱菌則大量繁殖，分解纖維素的細菌、真菌都是中溫菌及高溫菌，在堆肥高溫期達到最多并在整個過程中保持旺盛活動。在堆肥高溫期，堆肥中的寄生蟲、病原菌被殺死，腐殖質開始形成，堆肥達到初步腐熟。在堆肥的腐熟期主要以放線菌為主。當然，堆肥中某一時段微生物群落中某種微生物存在與否，及其數量的多少并不能指示堆肥的腐熟程度；但在整個堆肥過程中微生物種群的演替消長軌跡可很好地反映出堆肥的腐熟程度。因此，用微生物來評價污泥堆肥過程是合適的，特別是用它來指示堆肥是否達到穩定階段或是否已經腐熟是可行的。因此，微生物分析可作為評價堆肥腐熟度的合適方法之一。

3．種子發芽率

種子發芽測試是測定污泥堆肥植物毒性的一種直接而又快速的方法。植物在未腐熟的堆肥中生長受到抑制，在腐熟的污泥堆肥中生長得到促進。一般認為，堆肥的腐熟水平可由植物生長的生物量來表示。發芽指數GI [見式（2-54）] 不僅考慮了種子的發芽率，還考慮了植物毒性物質對種子生根的影響，能有效地反映堆肥的植物毒性大小。許多學者以GI為標準，來篩選其他的腐熟度指標，建立堆肥腐熟度的評價體系。

理論上如GI＜100%，就判斷堆肥腐熟料有植物毒性。但是實際實驗室中，如果發芽指數GI＞50%時，可以認為污泥堆肥腐熟料的植物毒性降低到植物可以承受的范圍，如果種子發芽率≥85%，則認為堆肥完全腐熟。種子發芽實驗被認為是評價污泥堆肥腐熟度最有說服力的方法。但不同植物種類對植物毒性的承受能力和適應性存在很大差異。因而，結合當地的針對性植物種類進行相應的種子發芽實驗更可靠。種子發芽指數不受堆肥物料的影響，而且操作和測定非常簡便，可作為堆肥腐熟度評價的推薦指標。

4．植物生長

一些農作物包括黑麥草、黃瓜、大白菜、向日葵、番茄等都曾被用來測試污泥堆肥的腐熟性。堆肥可提供植物生長所需的有機物，有明顯的促進作用，但這種促進作用與植物的種類、堆肥的pH值、鹽度、C/N比等因素有關。有研究者指出，污泥堆肥穩定性本身不一定預示植物生長的可能性。因此，植物生長評價只能作為污泥堆肥腐熟度評價的一個輔助性指標，而不能作為唯一的指標。采用多種植物的發芽和生長試驗來確定堆肥的腐熟程度從理論而言是可靠的，不過要做大量工作。

5．酶學分析

污泥堆肥過程中，多種氧化還原酶和水解酶與C、N、P等基礎物質代謝密切相關。分析相關的酶活力，可間接反映微生物的代謝活性和酶特定底物的變化情況。Diaz-Burgos等分析了污泥中脲酶、磷酸酶、N-苯甲酰-L-精氨酰胺水解蛋白酶、酪蛋白質水解酶的活性變化。結果表明，水解酶的活性較高時反映堆肥的降解代謝過程旺盛，活性較低時反映堆肥腐熟狀態開始，這與CO2的釋放和ATP含量變化是一致的。故通過酶學可了解堆肥的穩定性。

6．安全性測試

污泥中含有大量致病細菌、霉菌及寄生蟲等有害病原菌，直接影響到堆肥產品的安全性。致病微生物的存活情況取決于堆肥的濕度、微生物多樣性及可利用碳源的多少。這些致病微生物對溫度非常敏感，當堆肥的溫度高于55℃，并保持4d以上時，可殺死大多數病原菌。根據污泥堆肥的特點，我國明確了堆肥的溫度、蛔蟲卵死亡率和糞大腸菌值的衛生評價標準，同時，沙門氏菌、腸道鏈球菌等常用作監測堆肥安全性的指標。不同國家和地區的衛生標準略有差異。需要注意的是堆肥過程中的合理操作和管理，是保證堆肥產品安全使用的關鍵。

2.6.1.4 波譜分析指標

為了從物質結構的角度認識污泥堆肥過程和腐熟問題，研究者們還采用了波譜分析法。迄今為止，使用較多的是C-核磁共振法和紅外光譜法。紅外光譜法可以辨別化合物的特征官能團，核磁共振法可提供有機分子骨架信息，能更敏感地反映碳核所處化學環境的細微差別，為測定復雜有機物提供幫助。有了碳譜的化學位移及其它必要的分析數據，基本上可以確定有機物的結構。紅外光譜測定和核磁共振法對堆肥中有機成分的轉化提供了有力的證據。研究者們利用這兩種技術，定量研究堆肥過程中多糖、芳香族和脂肪族化合物的變化，發現對有機物的精細分析，有利于了解碳化合物降解和腐殖化過程。但是不同原料在不同條件下堆肥，其有機成分的轉化情況并不一致。至于用波譜法確定堆肥腐熟度，還有待進一步研究。

綜上所述，目前對污泥堆肥過程中有機物質轉化規律及堆肥機理認識有限，只用單一參數很難確定堆肥的化學及生物學的穩定性，需要由幾個參數共同來確定。物理學指標易于檢測，用以定性描述堆肥過程所處的狀態；核磁共振NMR、紅外光譜FT-IR、色譜技術的應用揭示了堆肥微觀物質結構的變化，有助于評價化學指標的合理性。生物學指標能夠綜合反映堆肥腐熟料的實用性，一般用于判斷堆肥的穩定性，但是生物學指標測定耗時較長，工作量較大，很少單獨用于判斷污泥堆肥腐熟度。因此，將化學指標與生物學指標結合起來用以評價腐熟度是目前最為常用和可行的方法。但是，現有的測定污泥堆肥腐熟度的指標盡管很多，在實際應用中卻受到限制，一些指標測定結果雖然可靠，如BOD5、光譜分析法、發芽率指數等，卻存在測定時間長、測定過程過于復雜的問題。因此，優選一種或幾種能夠半定量化，測定時間短，方法簡便，適合進行現場快速測定污泥堆肥的腐熟度指標非常必要。

2.6.2 堆肥質量評價簡易方法

鑒于上述分析可知，影響污泥堆肥質量評價的因素很多，而堆肥發酵腐熟度評價在堆肥成品質量評價中的重要地位又不言而喻。以下介紹幾種常見的堆肥腐熟度簡易評價方法，供污泥堆肥操作管理人員參考。

2.6.2.1 外觀評分法

外觀評分法綜合考慮物理評價指標中各表觀特征，結合堆肥操作條件，通過觀察堆肥物理性狀及堆積情況，對堆肥腐熟度進行評分，從而實現量化判別。該方法的評分標準見表2-14。對照表2-14中各項目的評分標準對堆肥進行現場評價打分，合計總得分，得分在30分以下為未腐熟，31～80分為半腐熟，81分以上為完全腐熟。堆肥廠可以根據實際情況參考采用。

2.6.2.2 發芽試驗法

種子發芽試驗由于其操作簡便，極具實用意義，也是評價堆肥腐熟度的最終和最具說服力的方法。以下介紹一種較為常用的發芽試驗簡易方法。

（1）稱取堆肥樣品10.0g，置于250mL浸提容器中，按固液比（質量/體積）1∶10，加入100mL的去離子水或蒸餾水，蓋緊瓶蓋后垂直固定于往復式水平振蕩機上，調節頻率約100次/min，振幅約40mm，在室溫下振蕩浸提1h，取下，移至50mL離心管，于離心機上，調節轉速為3000r/min，離心20min，取上清液于預先安裝好的過濾裝置上過濾，收集濾出液，搖勻后即為堆肥浸提液，供分析用。

（2）在9cm培養皿內墊上兩張濾紙，均勻放人10粒大小基本一致、飽滿的黃瓜種子（可選其他種子，如蘿卜），加入堆肥浸提液5.0mL，蓋上皿蓋，在30℃的培養箱中避光培養48h，統計發芽率和測量根長。

（3）每個樣品做3個重復，以去離子水或蒸餾水作對照。一般認為發芽率為對照區的90%以上，說明成品已腐熟合格。此法對鑒定含有木質纖維材料的成品尤其適用。如在試驗過程中加測種子的根長，可用式（2-55）計算種子發芽指數（GI）：

式中 GI——種子發芽指數；

A1——有堆肥提取液培養種子的發芽率；

A2——有堆肥提取液培養種子的總根長；

B1——去離子水或蒸餾水培養種子的發芽率；

B2——去離子水或蒸餾水培養種子的總根長。

一般情況下，GI大于50%可認為堆肥對種子基本無毒性，GI大于85%可認為完全無毒性，堆肥完全腐熟。

2.6.2.3 濾紙層析法

濾紙層析法適用于污泥加生活垃圾堆肥腐熟度的判定，不適用混入了木質類物質的堆肥，步驟為：①濾紙制作，把一張比培養皿稍大的濾紙放入0.5% AgNO3溶液中浸5min后撈出自然風干，從濾紙邊緣朝濾紙圓心方向剪一條寬約0.8cm、長為濾紙半徑的長條，并保持與濾紙相連，將長條折起，使之與濾紙保持90°; ②浸提液制備，稱取0.2g的堆肥干樣于燒杯中，加入20mL、0.1mol/L的NaOH溶液浸提3h后用濾紙過濾；③層析實驗，取約10L的濾液于培養皿中，在培養皿上面放上濾紙，長條方向向下，根據需要可把長條減去一部分，但始終保持長條末端浸于濾液之中，濾液通過長條的吸附作用向濾紙四周擴散；④結果判定，擴散形狀與腐熟度有一定的相關性，如果濾紙表面的擴散形狀呈波紋或鋸齒等不規則狀態，表明堆肥腐熟好，相反，如果擴散邊緣呈圓滑的弧形，則表明堆肥腐熟不好。

2.6.2.4 聚乙烯袋判別法

在污泥堆肥過程中，微生物首先利用易分解的有機物和簡單的有機物進行新陳代謝和礦化，最易降解的有機質被微生物用作能源而最終消失。這些易分解的有機物主要是可溶糖、有機酸和淀粉。堆肥初期，碳元素經氧化作用以CO2形式釋放而分解一部分有機質，可降解有機質越多，釋放的CO2越多。隨著堆肥過程的進行，可降解并放出CO2的有機質會不斷減少，當它達到一個定值或消失時，可以認為堆肥已達腐熟。Hue等研究了14種堆肥，以平均堆肥末期2～3d的CO2放出速率，得出堆肥穩定的臨界值，即120mg/（kg ·h）; Wu等得出的試驗結論與Hue等相似，表明CO2放出速率可作為堆肥腐熟度的一個參數應用于不同堆肥原料。

聚乙烯袋判別法即利用上述原理用來判斷各種原料的堆肥腐熟度。具體操作為選用寬20cm、長30cm左右的聚乙烯袋，將300g左右的堆肥物料放入袋中，將袋中的空氣趕出，用橡皮圈將袋口扎緊，放置在室內3～4d，如果可能最好是在25℃的室溫下，觀察聚乙烯袋膨脹情況。放入堆肥的袋如果膨起，則為未腐熟，如果不鼓起則為腐熟。

2.6.2.5 蚯蚓判別法

未腐熟的堆肥對植物和動物具有一定的毒性。Wong等研究認為，未腐熟堆肥的毒性主要來自于小分子的有機酸和大量的NH3、多酚等物質。Kirchmann等認為，未腐熟堆肥中可能含有揮發性脂肪酸（Volatile Fatty Acids）及酚酸（Phenol Lic Acids）等對植物生長產生抑制作用的物質。蚯蚓喜歡生活于腐熟的養分多的堆肥中，在未腐熟的堆肥中，蚯蚓對未分解有機物中的酚類、氨氣等有很強的忌避傾向。因此可用觀察蚯蚓反應的方法來判別堆肥腐熟度。本法選用容器若干（以不透明的塑料杯為好）、黑色布數塊（遮光用）、蚯蚓數條（體長50mm以上的淡紅色蚯蚓為好）。將堆制品放到杯子的1/3左右，堆制品水分條件為60%～70%（手緊握就有水出來）。把蚯蚓放入杯中，即刻及1d后觀察蚯蚓的行動、顏色變化。容器用黑布覆蓋，或放在遮光室內，室溫以20～25e為宜。判別結果及依據為：①未腐熟：放入后蚯蚓立即想逃離，1d后死亡；②半腐熟：放入后，蚯蚓即刻有不適感，1d后顏色變化，行動變緩；③完全腐熟：放入后立即潛入堆肥中，1d后也無變化，呈健康狀態。用此方法要注意水分條件，因為將蚯蚓放入過潮濕的堆肥時，蚯蚓往往開始以為是降雨，即使是在亮處，有時它們也要外逃。另外，蚯蚓喜愛中性、弱酸性土壤，因此判別腐熟度時要用試紙測定并記錄pH值。

2.6.2.6 Solvita測試法

由美國Woods End研究化驗室提出并申請了專利，目前已廣泛應用了20幾年，有13個國家采用了該方法，瑞典、丹麥、西班牙、挪威還將該方法作為官方測試方法。該測試方法以現代凝膠技術為基礎，操作簡易快速，可在4h內得出結論。其具體操作如下：

取一定量的肥料樣品裝入測試瓶直至達到標示線，敞口靜置1h，然后插入CO2和NH3指示棒，蓋上瓶蓋，置于陰暗處4h；然后取出指示棒和標準色卡比色確定CO2和NH3指數，數值從1（生堆料）～8（腐熟堆肥），讀數越大則腐熟程度越好，然后對照堆肥腐熟度等級對照表2-15確定堆肥腐熟度等級。

2.6.2.7 Dewar自熱測試法

基于歐洲最初的自熱測試標準方法，由WoodsEnd化驗室總結整理。具體步驟為：先調節測試樣品水分，然后將樣品放入一個特制的規格為2L的絕熱真空瓶中，插入溫度計，溫度計距瓶底大約5cm，絕熱真空瓶置于室溫（20～25℃）下至少5d，最多不超過10d，每天記載溫度變化，并找出其間的最高溫度，再根據腐熟度登記對照表判斷堆肥是否腐熟。該方法的缺點是測試結果只能區分腐熟和未腐熟，時間較長，但測試結果顯示的是很直觀的溫度，具有很強的操作性。測試結果分為1～5五個等級來評價（表2-16）。

2.6.2.8 耗氧量分析法

在污泥堆肥好氧發酵過程中，好氧微生物在分解堆肥有機物時，吸入氧氣，放出二氧化碳。堆肥未腐熟，易分解的有機物含量較高，堆肥微生物分解有機物時會消耗大量氧氣；堆肥越腐熟，可利用的易分解有機物含量越低，微生物活性越不活躍，消耗氧氣量也越低；堆肥充分腐熟時，易分解有機物的含量幾乎為零，耗氧量也接近零。所以，可利用耗氧速率判斷好氧堆肥的腐熟度。目前已有大量的商品化氧傳感器可用來直接測定耗氧量的大小，使腐熟狀況變為實時、在線監測，對污泥堆肥技術的實際推廣具有重要意義；但此類產品目前仍存在價格相對昂貴，使用壽命偏短的不足。

2.6.2.9 二氧化碳探測管法

將500g的污泥堆肥樣品放入廣口瓶中，用橡膠瓶塞密封瓶口，4h后通過注射針抽取瓶中上部空間由堆體所釋放的CO2氣體。抽取出的氣體用專門的CO2探測管測定濃度，探測管中置有遇CO2就會變色的化學試劑，能非常直觀精確地讀出CO2的濃度。此法與聚乙烯袋判別法類似，以放出CO2氣體的多少與否判斷堆肥腐熟度狀態，無需詳述。