城市污泥的直接施用对矿区土壤修复的影响

为探讨城市污泥直接用于矿区土壤修复的可行性,以矿山废弃土壤为基质,直接施入不同含量的城市污泥进行盆栽试验,研究污泥施入量对矿山土壤理化性质的影响,以及本地植物鸭跖草对施加污泥土壤的毒害性响应及其去除土壤中重金属的效果。结果表明:城市污泥能够有效提高矿区土壤肥力,改善土壤结构,使其达到NY/T 391—2000《绿色食品产地环境技术条件》土壤肥力一级标准,但同时也加了重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)污染程度;而种植本土植物鸭跖草对Cu、Zn、Pb、Cd有着一定的去除作用,在短期内去除率为7%～10%。通过控制污泥直接施入量为15%以及长期种植本地植物能够有效实现矿区废弃土壤的修复。     

玉米和小麦对城市污泥施用土壤中多氯联苯的吸收和传输特征

城市污泥施用农田能够改善土壤性状及促进作物生长,但也会使农田存在重金属和有机污染物等污染风险. 多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)作为一类持久性有机污染物,被作物吸收、累积后经食物链传递,潜在威胁着人体健康. 为探究城市污泥施用农田后PCBs在土壤和作物(玉米和小麦)中的分布特征,解析玉米和小麦对土壤PCBs的吸收和传输规律与差异,以关中地区城市污泥施用土壤为研究对象,设置不同植物种属、污泥施用量和污泥类型的土壤盆栽培养试验. 结果表明:①城市污泥施用后造成土壤、玉米和小麦的PCBs污染,土壤、植物根和地上部分以低氯代PCBs〔一氯代PCBs(mono-PCBs)~五氯代PCBs(penta-PCBs)〕为主,且百分含量呈依次增加趋势. ②与种植前相比,种植植物后土壤中更低氯代的PCBs占主导;且土壤∑PCBs消减了20.00%~79.30%,各处理对∑PCBs的消减差异表现为玉米高于小麦、单倍污泥施用量高于双倍污泥施用量、有机质含量最高的污泥施用处理∑PCBs的消减率最高. ③植物根可以吸收土壤PCBs并向地上部分传输,且吸收和传输能力与植物种属、污泥施用量和污泥类型有关,小麦对污染土壤∑PCBs及各PCBs同系物的吸收能力均强于玉米,而传输能力较弱;双倍污泥量施用下植物根对∑PCBs、一氯代PCBs(mono-PCBs)~四氯代PCBs(tetra-PCBs)和六氯代PCBs(hexa-PCBs)的吸收减弱;有机质含量最低的污泥施用下植物根对∑PCBs的吸收能力最强. 研究显示,城市污泥施用会引起土壤和作物PCBs污染,种植作物能消减污染土壤PCBs,而小麦和玉米对土壤∑PCBs及各PCBs同系物的消减和吸收传输存在种属差异.      

市政污泥用于矿区土壤改良的污染风险评估及配比分析

通过土柱淋溶试验,分析了市政污泥在矿山土壤改良中重金属污染风险,探讨了市政污泥用于矿区土壤改良的可行性,并确定了土壤污泥最佳混掺比例。结果表明:景山高岭土矿区土壤除速效磷含量较高外,其余养分含量分级为四—五级,即"低—很低";市政污泥除速效钾含量较低外,其余养分含量分级均远大于一级"很高";永春污水处理厂污泥为B级农用污泥,可施用于油料作物、果树、饲料作物、纤维作物,不能施用于蔬菜、粮食作物;按各处理配比进行污泥的适量施用造成地下水污染风险较小;综合考虑土壤肥力及重金属污染因素,该矿区最佳土壤、市政污泥干重混掺比为5∶2。     

泉州市不同功能区土壤铅同位素组成及其来源分析

为查明泉州市土壤铅的污染来源,采集了泉州市不同功能区表层(O～20cm)土壤及城市环境污染端元(燃煤尘、汽车尾气尘、污泥)样品.采用ICP-MS测定土壤Pb含量,用热电质谱仪测定各样品的铅同位素组成.分析结果表明,泉州市不同功能区表层土壤已受到一定程度铅污染;泉州市土壤铅同位素208 Pb/(207+206)Pb和206Pb/207 Pb比值变化较大,分别为1.0769～ 1.1486和1.1150～1.2142;泉州市区各端元组分铅同位素组成差别比较大,可以有效示踪和鉴别泉州市区环境铅的污染来源.运用铅同位素示踪技术追踪土壤铅的污染来源结果表明,泉州市区土壤总铅同位素和可溶相铅同位素组成变化较大,土壤中铅来源较为复杂.交通繁忙区土壤铅污染主要来源于汽车尾气排放,农业区土壤铅主要来源于城市污泥与当地土壤背景,商业区土壤铅主要来源于城市污泥与燃煤尘及其煤渣的排放,居民区土壤铅污染主要受城市污泥与汽车尾气排放影响.     

污泥在矿区废弃地复垦中的应用实验

研究将污泥引入到矿区废弃物,构成矿区复合基质,并在复合基质上种植三叶草进行实验。通过考察不同配比基质对三叶草出苗率、根冠比和生长指数随时间的变化情况,研究污泥的添加对矿区废弃地复垦的作用。结果表明,污泥的适量添加（实验中粉煤灰、煤矸石和污泥的质量配比为20：60：20,20：40：40和20：50：30的基质）可以为植株生长提供较为充足的养分,促进三叶草的生长,有望加快矿区废弃地的复垦。     

外源水溶性有机物对生菜积累重金属Pb、Cd的影响

以城市生活污泥及其蚓粪(蚯蚓处理过的污泥)中提取的水溶性有机物(DOM)为研究对象,研究了DOM对土壤吸持重金属Pb、Cd的影响,同时进行盆栽试验,研究污泥和蚓粪水溶性有机物存在下生菜对重金属Pb、Cd的积累。结果表明:与对照相比,外源DOM的加入可以降低土壤对重金属Pb、Cd的吸附能力。不同来源的DOM对土壤吸附重金属的影响存在差异,相同DOM浓度下,源于蚓粪的DOM比源于污泥的DOM更能抑制土壤对重金属Pb和Cd的吸附。外源DOM的加入可增强土壤重金属Pb、Cd的活性,促进植物对重金属的吸收与积累。     

城市污泥改良矿山废弃土壤的试验研究

采用室内土壤培养模拟试验,在矿山废弃土壤中外源添加不同比例未经处理的城市污泥,探讨短期污泥处理对土壤中重金属赋存形态分布特征、土壤理化性质和土壤酶活性的影响,并对施污土壤中重金属的赋存形态与土壤的理化性质和酶活性进行了相关性分析,分析了施污土壤中不同重金属赋存形态含量的影响因素。结果表明:城市污泥的施加对矿山废弃土壤中重金属Cu和Pb有一定的钝化作用,施污土壤中重金属的生物有效性大小表现为ZnCuCdPb;城市污泥的施加可明显增加矿山废弃土壤中氮、磷、钾和有机质的含量,但降低了土壤的pH值,而土壤的pH值是影响施污土壤中各重金属可交换态含量的关键因素,土壤中有机质含量是影响施污土壤中可还原态Pb和Cd以及可氧化态Cu和Zn含量的主要因素;城市污泥的施加可增加矿山废弃土壤的酶活性,其中土壤的脲酶活性是影响施污土壤中各重金属可交换态以及可还原态和可氧化态Zn、Pb含量的主要因素,而土壤的磷酸酶和过氧化氢酶活性是影响施污土壤中残渣态Cu和Pb含量的主要因素。     

采矿废弃场地土壤修复新技术研究

本文利用城市污泥、秸秆及菌种对采矿废弃场地土壤进行修复研究,该方法不仅能够解决城市污泥处理率低等城市污水处理厂较为头疼的二次污染问题,同时利用城市污泥的高有机质、微生物含量对采矿导致的较为贫瘠的污染场地进行修复,恢复其植被功能。并进一步提出,以城市污泥、秸秆、BYM菌的混合发酵方式对采矿废弃场地土壤进行修复,为城市污泥的处理处置提供了新的出路,实现了污泥的资源化利用,实现了以废治废、变废为宝的目的。该修复方式绿色、安全、环保,修复后的土壤结构性能得到明显改善,保水保肥效果较好,大大降低了水土流失量。该技术投入成本低,修复过程简便易行,是非常有市场潜力的矿山废弃场地土壤修复技术。     

城市污泥对不同质地土壤保水效果研究

利用城市污泥滞水性强的特性可开发污泥作为保水剂的新功能。通过土培实验,在砂土、壤土和粘土中加入不同质量的污泥,研究污泥对不同质地土壤的保水效果。结果表明:在充分供水条件下,添加污泥能显著提高3种质地土壤的持水能力,土壤中添加20%的污泥后,砂土、粘土和壤土初始含水率分别增加11.2%、8.7%和8.8%;在3种质地土壤中添加污泥均可增大土壤的保水性,使水分蒸发减慢,且污泥添加量越多,土壤含水率越大;土壤累积失水量主要受到土壤中含水量的影响,也和不同质地土壤自身的蒸发量有关;在150 g土壤中添加10 g污泥,对砂土保水性提高不大,对壤土保水性提高最大,随着添加污泥量的增多,污泥对砂土的保水效果提高最明显。研究表明:开发污泥做为保水剂是可行的,这为污泥的资源化利用提供了新的途径,也为复合保水剂的研制提供了新的廉价材料,对于污泥治理及农业节水都有重要意义。     

城市污泥及落叶蚯蚓处理最优条件因子实验研究

蚯蚓的环境生态作用具有促进微生物和其他土壤动物活动、消化分解土壤中重金属的功能,并且能够破碎与分解枯落物。通过城市污泥和城市落叶发酵后建立起蚯蚓养殖基床,以赤子爱胜蚓为主体,通过蚯蚓对污泥中重金属的富集作用实现城市污泥无害化,达到城市污泥与落叶资源化的目的。通过设计四因子四水平正交试验探索赤子爱胜蚓处理城市污泥及落叶的最优条件组合。实验结果表明:在落叶添加比例为35%,蚓床湿度为75%,培养温度为14℃,饲养密度为32mg/g时,赤子爱胜蚓对城市污泥和落叶的处理指标达到峰值,蚯蚓床对于污泥中重金属Cu和Zn的富集量分别为274.32μg/箱和420.98μg/箱,处理效果最佳。     

昆明市政污泥中植物养分含量与林地利用探讨

通过对昆明市5个污水处理厂污泥的实地采样,以常规方法对污泥进行了化学分析,同时在昆明周边林地进行土壤调查。结果显示,昆明污水处理厂污泥的含水率在80％以上,pH7～7．5,属中性反应;有机质含量、全氮（TN）、磷（TP）含量分别为567、51．4、57．2g·kg^-1,TN、TP养分大大高于传统农家厩肥中的含量。而昆明周边林地土壤中养分缺乏,需要适当的林地施肥。最后提出,林地利用是污泥资源化的有效途径。但由于污泥中含有大量有毒、有害物质,污泥的林地长期施用仍存在潜在风险,对环境及生产的实际影响仍需要长期、定位的试验研究。     

粉煤灰钝化污泥人工土壤理化性质研究

通过添加不同比例的粉煤灰对城市污泥进行钝化,对钝化污泥的pH值、养分含量及重金属含量变化以及各配比人工土壤的持水性能进行了研究,评价其用于无土排岩场生态修复的可行性.结果表明,当粉煤灰与污泥以Ⅲ(1:1)和Ⅱ(2:1)配比时,人工土壤持水性能高于对照(草甸棕壤),以Ⅳ(1:2)配比时,持水性接近于对照;粉煤灰钝化污泥中养分含量极其丰富,处于高肥力水平,随着粉煤灰添加量的增加,人工土壤的养分含量呈现降低趋势;粉煤灰钝化污泥人工土壤中除了Ⅲ(1:1)中Ni含量较高,为187.67 mg·kg-1外,各处理中重金属Cd、Pb、Cu、Zn、Cr含量都显著低于国家农用标准(GB 4284-84、GB 8173-87).     

丘陵林地土壤酸化改良剂的集中施用-自然扩散修复技术研究

丘陵林地土壤酸化修复在维持林地生态系统生产力稳定中具有重要地位.本试验通过在丘陵林地坡顶集中施用石灰、污水污泥和联合施用石灰+污水污泥3种土壤酸化改良剂,研究了3种改良剂对丘陵林地酸化土壤的修复效果.结果表明:①联合施用污水污泥+石灰能够显著(P<0.05)降低土壤酸度,促进土壤有机质和氮素含量快速上升,增加土壤阳离子交换量(CEC),从而有效改良丘陵林地酸化土壤;②土壤改良剂在丘陵林地上坡位集中施用,能够通过径流和泥沙随坡体向下坡迁移的自然扩散机制,使丘陵大面积酸化土壤得到修复;③将城市污水污泥用于丘陵酸化土壤的修复,有利于解决城市污水污泥的污染问题,但只限于非经济林酸化土壤的恢复.     

城市污泥对通菜-水稻土中有机污染物的累积效应

 在水稻土上施用城市污泥及化肥盆栽通菜,应用GC/MS对通菜植株和土壤中的邻苯二甲酸酯(PAEs)和多环芳烃(PAHs)等7类43有机污染物进行系统分析,探讨通菜植株和土壤中其累积效应.结果表明,通菜植株中检出邻苯二甲酸酯、多环芳烃、氯苯类、硝基苯类、醚类和卤代烃类共6类28种化合物(胺类未检出),土壤中检出上述7类33种化合物,均以PAEs和PAHs为主,其总含量是其他类污染物的几倍或数十倍.不同处理的通菜和土壤中各类有机污染物的含量差别较大,均以个别或少数污染物为主.施用城市污泥增加了植株和土壤中PAEs和PAHs等污染物的含量.强致癌性化合物苯并(a)芘在通菜中被检出,在部分土壤中的含量超过加拿大土壤质量控制标准(1.0mg/kg).除佛山污泥处理的通菜对氯苯类和醚类的生物浓缩系数(BCF)大于1外,其余均小于1.0.     

市政污泥堆肥对矿山废弃地生态恢复影响的研究进展

市政污泥作为城市污水处理过程中的副产物,含有大量的有机质和丰富的氮、磷、钾等营养物质,经堆肥处理后可用作矿山废弃地生态恢复的土壤改良基质.已有实验室模拟和场地规模研究结果表明,污泥堆肥的施用可同步实现矿山废弃地土壤基本理化性质改善、土壤微生物数量和代谢活性提高、植被的快速生长和生态功能的快速重建.污泥堆肥所含的氮、磷、有机质和重金属,在降雨渗流、微生物和植物根系的共同作用下淋溶进入水体或被植物富集,已有淋滤柱试验和短期植物种植研究结果表明,矿山有短期的二次污染风险,但风险可控.国外污泥/污泥堆肥用于矿山生态修复的案例证明,市政污泥经稳定化处理可促进矿山生态恢复,形成有效碳汇,而长期生态影响未来需要开展不同地域的场地跟踪监测并进行系统定量评估,从而进一步探讨该技术路线的可行性和安全性,同步实现市政污泥处理处置和矿山废弃地生态修复的双重目标,这也将成为未来评估市政污泥堆肥用于矿山生态恢复可行性的重要研究方向.      

浅谈中国城市污泥的处置

城市污水污泥的处置已成为目前环境科学研究领域中的重要问题。中国是一个经济基础较为薄弱、可耕地有限的农业大国,而污泥中富含植物生长必须的有机质、腐殖质和矿质元素,其土地利用能改善土壤的理化性质,提高农作物产量,减少污泥对环境的二次污染,从而实现污泥的资源化、无害化、稳定化和减量化处置目标。概述了当前城市污泥处置的几种方法及研究进展,并就中国污泥处理处置和综合利用提出了相关建议。     

广西城市污水处理厂污泥产生及处置现状分析

基于2017年广西14个地级市的46座城市污水处理厂统计数据,分析了污泥产生特性和污泥处置方式。结果表明:广西城市污水处理厂2017年污泥产生总量为8.20万t/a(绝干),处置方式以直接填埋、堆肥土地利用和水泥窑协同处置为主,直接填埋量、堆肥土地利用量、水泥窑协同处置量分别占比26.98%、37.68%和35.34%;广西主要城市污水处理厂2017年平均污泥产率为4.18 t/万m 3(污泥含水率80%),污泥产率普遍偏低。针对污泥处置带来的二次污染问题,建议加强污泥处置后的跟踪评价并做好预防措施。     

蓝藻泥热压滤滤液与市政污泥协同处理工艺研究

为解决蓝藻泥处理成本高、资源化途径少的难题,在蓝藻泥热压滤深度脱水工艺的基础上,探索了热压滤滤液与市政污泥协同处理工艺。将蓝藻泥热压滤滤液协同回用于市政污泥深度脱水,考察了不同pH条件下热压滤滤液对市政污泥的脱水效果以及对市政污泥脱水后滤液中污染物含量的影响。结果表明：在蓝藻泥热压滤滤液中投加铁离子有利于市政污泥深度脱水;热压滤滤液回用于市政污泥脱水的最佳条件是在热压滤滤液中添加CaO调节pH至7.0,协同处理工艺添加的化学药剂量比常规深度脱水工艺减少68.1%,产生的滤液量比常规深度脱水工艺减少45%,并且总单位成本比常规深度脱水工艺减少16.6%,将促进蓝藻泥的经济处理,拓展其资源化途径。