污泥对水稻分蘖及产量形成影响的研究

为探讨工业废水处理后的污泥能否在农业上应用,以哈药集团制药总厂经生物处理产生的污泥为材料,研究水稻分蘖动态及产量形成.结果表明,该厂排放的污泥,有机质和速效氮、磷含量高,施入土壤后能迅速被水稻吸收利用.适量施用污泥,水稻返青加快、分蘖增多,体内叶绿素含量增高,同时水稻的产量也得到提高.污泥施用过量,会导致水稻返青率降低,后期分蘖无法控制,导致生育延迟,空秕粒率大幅度增高,产量显著下降.     

污泥有机肥对紫花苜蓿草生长和土壤理化性质的影响

采用污泥有机肥对紫花苜蓿草施肥,研究其对紫花苜蓿草生物学特性的影响。实验结果表明,污泥有机肥对紫花苜蓿草的株高、茎粗、叶面积均有促进作用。紫花苜蓿草叶中微量元素和重金属元素含量相比对照组有所提高,未产生毒害作用。污泥有机肥施用后,土壤中营养元素、微量元素和重金属元素含量有所增加,低于土壤环境质量标准(GB15618—1995)二级。污泥有机肥可以为作物提供充足的营养元素和微量元素,促进作物生长。     

琯溪蜜柚施用漳州城市污泥堆肥的研究

通过大田试验研究施用漳州城市污泥堆肥对琯溪蜜柚产量、品质及蜜柚、叶片、土壤中重金属含量的影响.结果表明,在常规施肥的基础上,施用污泥堆肥可显著提高蜜柚产量、改善蜜柚品质;施用污泥堆肥的蜜柚果肉中Hg、As、Pb、Cd、Cr重金属含量均低于GB 2762-2005<食品中污染物限量>(水果)标准;蜜柚不同器官或组织的重金属含量有较大的差异,总体趋势为叶片＞果皮＞果肉,但铬含量为果肉＞果皮;在保证污泥质量指标安全的前提下,长期施用漳州城市污泥堆肥是安全可靠的,不会对土壤环境产生污染.     

重金属在氧化沟式污水处理工艺中的迁移转化

对焦作市污水处理厂各操作单元的污水和污泥进行了24 h连续采样,并测定了重金属元素镉、铬、砷、铅、镍、铜、锌、锰的含量、形态及去除率。结果表明,污水处理厂进水中各重金属元素总量的差别很大,其中镉质量浓度最低,锌质量浓度最高;二沉池出水中铅质量浓度最低,锌质量浓度最高。污水处理厂进水和二沉池出水中各重金属元素总量随时间变化有所波动,日变异系数在11.4%~88.9%。二沉池出水满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》对重金属质量浓度的要求。该厂污水处理工艺对于各重金属元素总量的去除率在25.4%~99.5%,其中锰、砷和镍的去除率较低(40%),铅、镉、铬去除率较高(90%)。现有污水处理工艺去除的主要是以颗粒态形式存在的重金属元素,去除过程主要发生在二级处理工段,现有工艺对除铜以外的溶解态重金属没有明显的去除效果。与进水相比,二沉池出水中各重金属元素溶解态占总量的比例均有不同程度的提高。沉砂池污泥中各重金属元素质量比在(0.88±1.08)~(867.7±321.8)mg/kg,压滤污泥中各元素质量比在(2.98±2.15)~(2587±225.3)mg/kg。与沉砂池污泥相比,压滤污泥中各元素质量比更稳定。压滤污泥中重金属质量比均满足国家标准(GB 18918—2002)规定的污泥农用(碱性土壤)限值要求。     

生活污泥发酵产物对水基钻屑土壤化利用的影响

为了探讨污泥发酵物对水基钻屑人工土壤形成的作用机制,设计了水基钻屑与污泥发酵物质量比分别为10∶1、10∶2、10∶4、10∶6、10∶8和水基钻屑对照(CK) 6个试验处理,采用紫穗槐种植试验对水基钻屑人工土壤的理化性质和重金属风险特征进行了研究。结果表明,污泥发酵物显著降低了人工土壤的pH值、电导率(EC),降低幅度分别为6. 82%～11. 36%、58. 18%～61. 39%;污泥发酵物显著增加了人工土壤的碱解氮、有效磷和有机质质量比,且随污泥发酵物增加呈上升趋势;污泥发酵物降低了人工土壤中Hg、As、Cr、Zn、Ni质量比,但增加了Cd、Pb、Cu质量比。重金属生态风险评价结果显示,所有处理的重金属均处于低等生态风险水平(RI=13. 57～31. 13 150),其中Cd、Hg对人工土壤重金属综合生态风险指数贡献率较大,Cd是污泥改良水基钻屑实施土壤化利用的重点控制因子。紫穗槐对Zn、Cu、Hg、Cd具有明显富集作用,但当水基钻屑与发酵物的质量比达到10∶8时会抑制紫穗槐茎的生长。综合研究表明,污泥发酵物可使水基钻屑人工土壤的pH值、EC、养分及重金属含量满足CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》标准要求,建议污泥发酵物的适宜添加量为10%～20%。     

南京市城市污泥和工业污泥中典型矿质元素含量和形态分布研究

采用三态连续提取法研究南京市部分城市污泥和工业污泥中典型矿质元素的含量和形态分布,为污泥资源化的合理利用提供科学参考.结果表明,污泥总体呈高有机质、高氮磷、低K的相似性,但其理化性质如阳离子交换容量(CEC)、pH等有差异.污泥中不同矿质元素含量差异也较大,Fe的浓度最高,其次是Mg、Zn;且不同污泥间同一矿质元素含量的差异也较大.各元素的形态分布有一定差异,Cu主要分布在可氧化态,其酸溶/交换态和可还原态的百分率很低;Zn三态分布均较高;Mg、Mn主要分布在酸溶/交换态;Fe主要分布在残渣态.但三种提取形态百分率之和除Fe外均超过50%.研究同时表明,城市污泥和工业污泥中矿质元素形态分布无显著性差异.     

温度对污泥焚烧残渣中重金属形态分布及残渣综合毒性的影响

通过实验考察了干污泥在固定床焚烧炉中停留20 min,温度分别为500 ℃、700 ℃和900 ℃的焚烧残渣中重金属(Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd)的残留特性及形态分布规律.在实验温度范围内,重金属的残留率因元素和焚烧温度而异,Cu的残留率最高在80%以上,Cd的最低,900 ℃时仅为3.4%;焚烧残渣中各重金属在稳定态的分布比例均较干污泥中有显著提高.提出了用于重金属毒性定量分析的指标--重金属综合毒性指数,并采用该指数对污泥和残渣中重金属的综合毒性进行了评价.结果显示,单位质量污泥焚烧后的各残渣中重金属综合毒性均较干污泥小且随焚烧温度升高而降低,焚烧能够实现一定程度的无害化; 并且,单位质量残渣中重金属的综合毒性也随焚烧温度的升高而降低.     

土壤重金属含量对3种常见菊科叶菜重金属累积的影响

为了解蔬菜产地土壤重金属含量对蔬菜重金属累积的影响,以我国南方常见的3种菊科叶菜(苦荬菜Sonchus oleraceus、生菜Lactuca sativa var.crispa、油麦菜Lactuca sativa)为研究对象,选择5种重金属为研究指标,对蔬菜及其产地土壤重金属含量的相关性等进行了分析。3种蔬菜的重金属富集系数表明,3种蔬菜吸收、累积不同重金属元素的能力存在明显差异(p0.05),5种重金属被蔬菜吸收的容易程度从大到小依次为镉、铬(汞)、铅(砷)。各蔬菜品种的重金属超标率和土壤重金属超标率存在不一致现象。其中,蔬菜中镉、铬、砷、汞的超标率均低于土壤的超标率,而蔬菜中铅的超标率则高于其对应土壤的超标率。对3种蔬菜产地土壤与蔬菜重金属质量比的相关性分析表明,其中除生菜中铅和砷与土壤中相应重金属元素相关性不显著外,其他情况下都呈显著相关性(p0.05)。建立了3种蔬菜及其土壤重金属含量的回归分析模型,并据此推算出种植3种蔬菜的土壤重金属安全阈值,其中,除生菜产地土壤中铅阈值在现行标准范围内之外,其他土壤重金属阈值均远高于现行标准。该阈值结合了大田土壤环境的实际情况,对当地农产品安全生产具有更强的针对性和可靠性。     

北京东郊污水与清水灌区土壤中重金属含量的比较研究

运用遥感影像对北京东郊的凤港减河、北运河、潮白河并行区进行实地调查,在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区采集土壤样品,比较分析了不同类型灌区土壤中重金属含量的分布特征.结果表明,与研究区土壤背景值相比,在污水灌区、清污混合灌区、清水灌区的表土层和心土层中重金属元素Co、Ni、Mn和V没有出现明显积累现象;污水灌区和清污混合灌区表土层中重金属元素Cr、Cu和Zn具有明显的积累现象.污水灌区表土层中Cr平均质量比达84.20 mg/kg、Cu平均质量比达25.67 mg/kg、Zn平均质量比达105.20 mg/kg,均高于清水灌区表土层中对应元素的平均质量比,也均高于污水灌区心土层中对应元素的平均质量比,这可能是由于研究区的碱性土壤、土壤中CaCO3和有机质对这些重金属具有一定的吸附和固结作用,从而降低了这些重金属元素的活性.潮白河沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、V和Zn质量比平均值分别达到19.07 mg/kg、67.19 mg/kg、 20.81 mg/kg、610.64 mg/kg、26.84 mg/kg、84.97 mg/kg、112.37 mg/kg,均与研究区土壤背景值相当;北运河及凤港减河沉积物中Co、Mn、Ni和V质量比平均值分别为18.70 mg/kg、628.47 mg/kg、52.00 mg/kg、69.67 mg/kg,也均与研究区土壤背景值相当;而北运河及凤港减河沉积物中Cr、Cu、Zn平均质量比分别为160.96 mg/kg、184.57 mg/kg、533.48 mg/kg,均明显地高于研究区土壤背景值,这表明引用北运河和凤港减河的污水灌溉是造成土壤中Cr、Cu、Zn质量比增高的主要原因.     

深圳市污水污泥的元素分析及农用安全评价

研究深圳特区内南山、滨河、罗芳污水厂污泥样品的元素含量及重金属形态.结果表明,N、P、K、Ca及Fe的平均含量分别为33.2g/kg、10.0 g/kg、7.2 g/kg、15.6g/kg及22.1g/kg,Mn、Mo、B的含量分别为302.0 mg/ks、6.5 mg/kg、30.3 mg/kg.重金属含量依次为Zn>Cu>Cr>Ni>Pb>As>Cd.平均值分别为731.4 mg/kg、382.6 mg/kg、163.3mg/kg、102.6 mg,/kg、45.6mg/kg、14.3 mg/ks、1.0 mg/kg.研究表明,深圳市特区内污水处理厂污泥样品中重金属含量总体上相对较低,仅南山污水处理厂的Cu和Ni超过污泥农用标准(GB 18918-2002).重金属Cr、Cu、Pb在残渣态中的比例较高,对环境的威胁相对较小,而Ni、As及Zn在酸溶态和可还原态中的比例普遍较高,其释放潜力和生物有效性较强,在污泥农用时需要注意.     

低繁殖量蚯蚓养殖法处理剩余污泥的可行性研究

针对城市剩余污泥饲养蚯蚓需要发酵预处理,以及繁殖的含重金属的蚯蚓利用难的问题,进行了不同种类污泥直接饲养蚯蚓实验,并考察了投料方式、投料厚度对蚯蚓的生长影响.结果显示,新鲜的城市剩余污泥直接饲养蚯蚓可行,与投料方式无关.发臭污泥块状投放适宜蚯蚓生长,密实投放不适宜蚯蚓生存.采用定时引出成蚓,改变泥中蚓卵的生存环境,控制卵发育的养殖方法,对污泥中重金属转移规律进行了研究.结果表明,饲养过程中蚯蚓体内的重金属质量比随饲养时间上升.饲养120 d左右,蚯蚓体内质量比达到极限,且处理后的污泥中重金属质量比明显下降.该养殖法处理剩余污泥是方法可行,且具有蚯蚓产量低,利于蚯蚓处理和处置的优点.     

污泥掺烧对焚烧后固体废物污染物排放的影响

在佛山某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾掺烧市政污泥工业试验,分析5%、10%、15%的市政污泥掺烧对电厂焚烧后固体废物中重金属和二噁英排放的影响。结果表明,掺烧污泥使Cd在飞灰中的分布提高了40%以上,但其他重金属的分布特征仍主要受各自沸点的影响。焚烧固废中重金属含量受污泥的引入影响普遍不显著,飞灰中Cu浸出质量浓度上升20%,Ni、Pb、Hg、Cr的浸出质量浓度波动下降;炉渣中重金属浸出质量浓度波动较大。焚烧飞灰中总二噁英含量与污泥掺烧比例成负相关,且与投料中的Cl质量分数成正相关,与S质量分数成负相关。因此,低于15%的污泥掺烧比例不会显著提升焚烧固废中污染物排放浓度。     

酸去除剩余活性污泥重金属效果及农用安全性

污水处理厂剩余污泥中的重金属是污泥农用的潜在危害之一,因此如何有效去除污泥中的重金属以保证其农用安全性是当前迫切需要解决的问题。采集污水处理厂二沉池的活性污泥,比较不同物质的量比的盐酸和硝酸(1∶2、1∶1、2∶1)浸取污泥中重金属Pb、Zn、Cd、Cu和Mn的效果,采用Tessier连续提取方法定时检测污泥重金属相态分布,分析混合酸对污泥EPS结构和质量比的影响,并检验了处理后污泥对菠菜生长及重金属富集的影响。结果表明:1)盐酸/硝酸物质的量比为2∶1时效果最佳,重金属浸出率从高到低依次为Pb、Zn、Cd、Mn、Cu;2) Pb的可交换态和碳酸盐结合态比例最高,Cu的残渣态比例最大,可交换态、碳酸盐结合态和FeMn氧化物结合态比例越大,重金属的浸出率越高;3)酸浸试验期间EPS总量减少,黏液层和LB-EPS层易脱落;最后盆栽试验表明处理后污泥中重金属的潜在迁移性风险大大减弱,且污泥对菠菜生长有明显的促进作用。因此混合酸处理后污泥可以安全用于农业种植,且污泥与土壤干重比为1∶1时效果最佳。     

不同污泥肥料对水稻和大豆的肥效实验研究

为探讨城市生活污泥农用效果,以莆田市城市生活污水处理厂的鲜污泥为材料,制成干污泥、有机肥及生物肥等3种不同有机肥料品种,将这3种肥料在水稻、大豆上进行肥效盆栽试验,测定作物产量,并分析不同施肥处理其土壤N、P、K养分供应能力及作物对N、P、K养分的吸收情况.试验结果表明,污泥作为肥料施用能提高土壤速效N、P、K养分供应水平和水稻、大豆对N、P、K的吸收量,并且有明显的增产效果;3种污泥肥料品种的供肥能力从高到低的顺序为生物肥、有机肥、干污泥;并就污泥农用资源化提出看法.     

宁波市浙贝母主产地土壤重金属形态分析及污染评价

为了解宁波浙贝母种植地土壤重金属分布特征,采用ICPAES测定了章水镇种质资源圃土壤Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn质量比,用Hkanson潜在生态风险指数法评价重金属的生态风险,BCR连续提取法分析其分布形态。结果表明,土壤中重金属元素总量从大到小排序为Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Cd,其中Cd富集程度最高,平均质量比为背景值的8倍左右,超过国家二级土壤标准。Eir指数表明,Cd的潜在风险指数也最高,75%区域处于很高或高潜在生态风险;RI指数表明,90%区域处于高潜在生态风险或中潜在生态风险。土壤中重金属均以残渣态为主,但Zn的弱酸提取态、Cu的可氧化态比例相对较高,Cd的3种可提取态相加接近45%,具有高潜在危害性。相关性分析表明,Cu和Zn、Cr和Ni,以及Cu和Cd重金属的来源具有相似性,且不同形态重金属之间可能会发生迁移转化。p H值与各种重金属的形态之间不存在明显的相关关系,有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类不同而有差异。     

膨润土和改性膨润土对电镀污泥中重金属的稳定化处理

采集某电镀厂污泥,以膨润土和改性膨润土为稳定剂,采用TCLP毒性浸出试验分析膨润土和改性膨润土对污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的稳定化效果。未加入稳定化剂前,电镀污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的浸出毒性分别为154 mg/L、13.5 mg/L、658 mg/L和76 mg/L。稳定化试验结果表明,在膨润土和改性膨润土的投加量与干污泥的质量比分别为1∶5和3∶10,振荡时间为12 h时,浸出液中重金属质量浓度最低,稳定化效果最好。形态分析结果表明,加入膨润土和改性膨润土稳定后重金属以有机结合态和残渣态为主,与未稳定前相比污泥中重金属不稳定态的含量变少。扫描电镜和红外分析结果表明,膨润土和改性膨润土可能通过吸附和离子交换来稳定污泥中的重金属。研究表明,改性膨润土对电镀污泥中高含量重金属的稳定化效果要优于未改性膨润土的稳定化效果。     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。     

Effects of heavy metals on planting watercress in kailyard soil amended by adding compost of sewage sludge

Mixture of sewage sludge with organic garbage was alternatively composted by aerobic and anaerobic technology for 60 days. A basin-scale experiment was performed by planting watercress with kailyard (KY) soil amended with the compost. The results show that average total organic carbon (TOC) increases from 98.45% to 787.69%, and average total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) and total potassium (TK) increases to 98.53%, 27.34%, and 41.62%, respectively. The results of watercress in 6 pot experiments with a control treatment show that biomass production increases from 76.47% to 312.00% with the increase of addition of compost from 50 g to 150 g per pot but decreases from 312.00% to 102.29% with the addition of compost to soil and further increases from 150 g to 400 g per pot. The optimal amount of compost added to KY soil is 0.4 g of compost 1 kg of KY soil. Heavy metals accumulated by watercress demonstrate that Cu, Ni, Cd, Pb, Cr, Zn in the crop are much lower than the limited levels of Chinese criteria for vegetables. KY soil is proper to be amended with compost of sewage sludge without threat of bio-magnification of heavy metals to planting watercress.     

水稻籽粒镉积累模型

通过文献调研与分析,建立了水稻籽粒镉含量(CdR,mg/kg)与土壤全镉含量(CdT,mg/kg)、pH值及有机质含量(SOM,g/kg)关系的统计模型:CdR=0.560 exp[0.995 log(CdT)-0.173 pH 0.018 SOM](决定系数R2=0.62,P＜0.001,n=156).相关分析和残差分析结果表明,该模型具有较好的解释性,可用于水稻籽粒镉含量的估算.