中国城市污泥应用对作物产量、品质和土壤质量的影响

为了消减污泥对环境的污染,中国在污泥利用方面采用了多种制肥技术,采用单独使用、堆肥、有机无机肥、生物有机肥等处理方式制成产品,而且在各种农作物上的试验越来越多。文章探讨了污泥施用对作物生长的效果和对土壤质量的影响。研究表明,施用污泥对作物生长发育都有良好的作用,相关的生理生化指标有一定程度提高;明显促进土壤速效养分的吸收,提高收获物产量和生物产量,改善品质。作物重金属的吸收积累量除个别例外都能达到国家食品卫生标准,但污泥施用超过一定量对有些作物品种的种子发芽率有抑制作用。城市污泥富含有机质、大中微量矿物质元素等,但不同来源、不同品质和不同用量的污泥对土壤质量的影响有所差异。土壤有机质、pH、大中微量元素、团粒结构、容重、电导率,以及土壤酶和微生物活性等土壤质量指标有所提高。污泥含有重金属、有机污染物等污染物,一般而言重金属超标是不常见的。按照资源化利用的原则,污泥施用既要有利于消化污泥量又要不造成环境污染,污泥中重金属含量比原始土壤中的高,施用量越多重金属含量也越高,所以在适宜的范围内才是安全的。许多试验证明,重金属含量除某些条件下极个别超出安全指标外,基本都能达到农用污泥污染物控制标准。综合来看,在正确处理下污泥是可以用于作物生产的。     

灌漠土污泥施用阈值的试验

为了确定城市污泥在灌漠土上的合理施用量,设置了11个不同污泥施入量的处理,泥土混合比例分别为:0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%.通过盆栽试验的方法研究了污泥施用量对灌漠土肥力、春小麦生长的影响以及污泥施用带来的重金属污染情况.结果表明,合理的污泥施用量可以增加土壤的养分含量和春小麦的产量,可以提高土壤有效态微量元素Mn、Fe、Cu和Zn的含量,土壤和籽粒中有毒重金属元素Pb、Cr、Cu和Zn的含量均没有超过相应的标准规定.过高的污泥施用量不利于春小麦种子的萌发和幼苗的生长,并且会降低春小麦的产量,还会造成春小麦籽粒中重金属元素含量的超标.经过综合评价,灌漠土合适的污泥施用量范围推荐为30%—50%.     

施用污泥堆肥对作物和土壤的影响

污泥中的有机质、营养成分可为农业生产提供重要的有机肥源，但污泥中的重金属是制约污泥农用的重要因素，为检验污泥堆肥施用后对作物及土壤的影响，文章对污泥与稻草或木屑堆肥的产品进行了盆栽试验研究。结果表明，污泥与稻草或木屑的堆肥作为肥料施用于萝卜(Brassicacampestris)和菜心(Brassicaparachinensis),产量明显提高，部分堆肥产品增产效果优于化肥，且后效明显。堆肥施用使土壤中有机质、各养分含量增加，微生物活动增强、数量增加，然而作物和土壤中的重金属含量也有不同程度的提高。     

不同土壤处理对东南景天吸取土壤中锌和镉效率的影响

通过盆栽试验，观察分析东南景天植物在未处理及若干用土壤添加剂处理的土壤介质上生长和累积锌、镉的状况。结果显示：除单独使用沸石粉外，所有土壤处理均有利于土壤改良和东南景天的生长。与对照处理相比，赤泥和城市污泥对东南景天累积锌起促进作用，而施用熟石灰却无助或甚至不利于东南景天累积锌。不过，尽管赤泥和城市污泥对东南景天累积镉的效果比熟石灰好，无论施用赤泥、城市污泥或熟石灰，东南景天植物干物质所含的镉均比对照处理高得多。总的来说，赤泥和城市污泥均为改良土壤、促使东南景天生长和超累积锌、镉的良好添加剂；而熟石灰或沸石粉单独使用则对东南景天超累积锌、镉的作用较小。在试验中，将15g污泥、15g沸石和6g赤泥与1000g土壤混和的T7处理对促使东南景天生长和超累积锌、镉最为有效。研究结果表明，在利用东南景天修复酸性锌、镉污染土壤时，通过加入合适的改良剂，调控土壤pH值和营养供给，可大大提高植物修复重金属污染的效果。     

氮钾配合施用对亚种间杂交水稻养分吸收及产量影响的研究

氮促进亚种间杂交稻的分蘖和对磷、钾的吸收,钾也能促进氮、磷的吸收,但对分蘖似有抑制的趋势。稻株各生育期氮、磷、钾含量以分蘗盛期最高。随后迅速下降,至幼穗形成期下降速率减缓。齐穗后,累积在茎、叶的氮、磷大部分向穗部转移,而钾则很少运送到穗部。每生产100kg稻谷约需吸收1.71kg N、0.77kg P_2O_5、2.30kg K_2O,三者比例为1:0.45:1.35。氮、钾配合施用的增产效果大于单施氮或钾的效果;在施用量为82.5kg N ha~(-1)和75.0kg K_2O ha~(-1)的基础上,增施氮肥或钾肥,其增产效果相近,表明在施用适量氮肥的前提下,亚种间杂交稻对钾的反应甚为敏感。     

脱硫石膏改良中度苏打盐渍土施用量的研究

采用盆栽试验和田间试验相结合的方法,通过种植油葵(Helianthus annus),进行了脱硫石膏施用量的试验.结果表明,施用脱硫石膏能够有效降低土壤碱化度、总碱度和pH值,但却增加了土壤全盐量;施用脱硫石膏可显著提高油葵出苗率和产量,但施用量过高会抑制油葵的生长发育.施用11 250 kg·hm-2脱硫石膏对中度苏打盐渍土改良效果最佳,最有利于油葵的生长发育,耕作层土壤碱化度、总碱度和pH值分别降至6%、0.2 cmol·kg-1和8.5以下,油葵出苗率达到70%以上,田间试验中油葵产量高达2 031 kg·hm-2,与不施脱硫石膏处理相比,增产率达到16.2%.     

施用石灰对Pb、Cd、Zn在土壤中的形态及大白菜中累积的影响

重金属的不同形态对于作物吸收重金属及受害具有十分密切的关系,通过施用石灰改变重金属的形态、毒性以及对作物的影响具有重要的意义。以大白菜(Brassica pekinensis)为研究对象,通过盆栽试验,探讨了在铅、镉和锌污染土壤上,施用石灰对土壤中不同形态镉、铅和锌含量及在大白菜中累积的影响。结果表明,施用石灰后,土壤中碳酸盐结合态Pb、Cd和Zn含量明显减少,铁、锰氧化物结合态和有机物结合态Pb、Cd和Zn含量明显增加;对大白菜吸收Pb、Cd和Zn均起到较好的抑制作用,石灰用量为5g·kg-1土时,对大白菜吸收Pb、Cd和Zn的抑制效果最好。     

施用城市污泥对杨树土壤化学特性及金属含量的影响

采用温室盆栽方法,研究城市污泥对杨树土壤化学特性、金属含量的影响。实验设置6个处理：4个不同用量的污泥处理：30（S1）、60（S2）、90（S3）和120 t.hm-2（S4）,以及对照（Control：不施加污泥和肥料）和无机复合肥处理（F：1.5 t.hm-2）。结果表明,施用污泥后,土壤有机质、全氮及全磷均提高,且随污泥施用量的增加而增加。S1~S4处理的土壤有机质、全氮及全磷较Control处理分别提高了32.50%~52.05%、32.00%~95.30%及75.43%~236.25%;较F处理分别提高了47.60%~69.37%、35.04%~99.70%及77.10%~239.46%。但污泥施用降低土壤pH和全钾质量分数,土壤pH较Control和F处理分别下降了0.11~0.42和0.01~0.32,但仍呈弱碱性;土壤全钾质量分数较Control和F处理分别降低了1.65%~21.51%和1.19%~21.14%。随污泥施用量的增加,土壤Cu、Zn、Ca和Na质量分数呈增加趋势,而Mn、Fe、Al、Mg质量分数呈降低趋势,其中Cu和Zn增加明显,并较Control处理分别增加了31.89%~104.36%和38.93%~358.02%,较F处理分别增加了23.10%~90.75%和37.88%~354.55%。总体而言,污泥施用于杨树后,可明显改善土壤的化学特性,但污泥施用量越大,土壤重金属Cu和Zn的质量分数残留越多。     

广州市污水污泥堆肥在环境绿化中的应用

将广州市大坦沙污水处理厂产生的脱水生污泥与粉煤灰、稻草按质量比例4∶1.2∶1混合堆制而成的污泥堆肥,堆肥总养分含量高于农家肥中的鸡粪,无论单独施用或与化肥结合使用应用于草坪等园林绿地,均有明显效果。污泥堆肥在草坪土壤应用的肥效试验表明,污泥堆肥与化肥结合使用效果较好,能缩短草坪草出苗和成坪时间,显著提高建植初期草坪草的生物量,但每公顷施用纯污泥堆肥30t与60t比较两者草坪草生物量没有显著差异;污泥堆肥施用污染风险初步分析表明,土壤中的重金属含量、渗滤液中的NO3--N和全P含量随着污泥堆肥施用量的增加而明显提高,考虑到广东地处热带、亚热带,雨量丰富且暴雨多,土壤呈酸性的特点,在园林绿地等相对封闭的体系中施用本项目堆制的污泥堆肥,只要将年施用量控制在30t/hm2以下,是基本安全的。     

雷州半岛土壤-水果作物系统重金属元素潜在生态风险评价及富集特征研究

通过测定雷州半岛土壤及水果作物As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量,分析雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素潜在生态风险,并探讨土壤-水果作物系统中重金属元素的富集特征。结果表明,(1)雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素含量的平均值除Pb元素之外,其他均超过广东省土壤环境背景值,As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn元素分别为广东省土壤环境背景值的1.72、3.26、1.97、5.30、2.77、7.83、0.94和3.61倍,表明雷州半岛表层土壤重金属元素呈现一定程度的富集现象;从变异系数看,Ni元素的变异系数为115%,属于强变异性;其余7种元素的变异系数在10%—100%之间,具中等变异性,表明雷州半岛水果作物表层土壤重金属元素含量受人为活动影响较大。(2)雷州半岛水果作物表层土壤潜在生态风险平均值为267.16,总体上属于中等—强污染风险;其中,徐闻县、雷州市、麻章区为强污染风险,廉江市、霞山区、坡头区和吴川市为中等污染风险。(3)研究区水果重金属元素含量除了草莓外,其他水果的重金属含量均未超过国家食品污染物限量标准,总体上处于安全状态;但不同水果对同一种重金属元素的吸附能力存在差异,以草莓和番石榴对重金属元素的吸附能力最强,与农药化肥的施用有一定的关系。(4)研究区水果作物与土壤的重金属含量总体上为较弱正相关,富集系数平均值均1,表明重金属元素在土壤-水果作物系统中迁移、转化和富集能力较低。     

有机废水厌氧酸化和聚羟基烷酸生产组合系统的研究

以３０ｇ／Ｌ葡萄糖合成废水为原料,研究了厌氧酸化的操作温度（θ）对酸化率的影响,确定了达到最佳酸化产物分布时的ｐＨ值,并以酸化反应器的出水为碳源,在５Ｌ发酵罐上进行了分批和流加发酵实验．结果表明,θ＝４０℃时,废水的酸化率接近１００％;控制ｐＨ５．７,停留时间１０ｈ可使丁酸占ＵＡＳＢ反应器出水中总酸质量的６８％;与分批发酵相比,流加发酵法可大幅度地提高ＰＨＡ的产量,发酵５４ｈ后,ＤＣＷ和ＰＨＡ的质量浓度可分别达到１５．８ｇ／Ｌ和１０ｇ／Ｌ．     

湖泊水环境保护功能区划分

在浓度场基础上，利用总磷、总氮和ＣＯＤ三项指标的综合指数法，结合管理部门提供的资料，划分了滇不不环境保护功能区，给出了划分指标值及功能区划分图。     

北京市西北郊大气气溶胶中多环芳烃的源解析

用气相色谱-质谱技术对北京市西北郊2005-2006年大气气溶胶样品中的多环芳烃进行分析检测,并运用比值法、主成分分析/多元线性回归和正矩阵因子分解对多环芳烃的来源进行解析主成分分析/多元线性回归表明,机动车尾气、燃煤和生物质燃烧的贡献率分别为70.27%,21.84%和7.89%.正矩阵因子分解表明,汽油车的贡献较大,且各个季节都占优势;冬季燃煤的贡献增加,秋季生物质燃烧的贡献增大.多环芳烃的比值表明其主要来自于本地源.     

三种不同树脂对硫辛酸吸附行为的研究

通过静态吸附实验,研究了XAD-4,NDA-100和ND-90树脂对乙醇．水溶液中硫辛酸的吸附热力学及动力学特性．结果表明：硫辛酸在XAD-4树脂上是单层吸附,符合Langmuir等温吸附方程,吸附过程符合准一级动力学吸附方程．在NDA-100和ND-90树脂上的吸附也符合Langmuir等温吸附方程,但并不只是单层吸附,同时兼有毛细管凝聚和微孔填充作用,吸附过程可分为大孔和中孔区吸附以及微孔区吸附两个阶段,两个阶段都符合准一级动力学吸附方程．     

作物产量决定因子分析

应用主成分分析,将影响水稻产量的一系列因子概括为四个主要因子:(1)土壤肥力因子,(2)栽插措施因子,(3)田间管理因子;(4)产量性状因子。将上述因子作为自变量,水稻产量作为因变量,进行逐步回归分析,得到一个产量预测模型(R=0.962)。根据各变量的回归系数大小,可以得到产量决定因子对产量影响的大小顺序为,田间管理因子>土壤肥力因子。栽插措施因子和产量性状因子对水稻产量的影响未达显著水平。 文中所述的分析方法适用于在不同的土壤条件下预测作物产量的潜在变化。     

铬分光光度法测定的改进

本文采用过硫酸铵氧化法代替高锰酸钾法,用于铬的二苯碳酰二肼比色分析。本法的精密度为0.83％,而高锰酸钾氧化法的精密度为5.81％;t_(0.05)时,P<0.05,另外,用灰化法对含微量铬的生物样品进行预处理,有可能使本来不含Cr(Ⅵ)的样品产生Cr(Ⅵ),而含Cr(Ⅵ)的样品测不出Cr(Ⅵ)。     

食品废弃物厌氧酸化的条件以及聚羟基烷酸酯的生物合成

研究了利用食品废弃物进行厌氧酸化的各种条件。结果表明，当食品废弃物与水的质量比为1：3、食品废弃物厌氧酸化液pH值为6．5以及酸化温度为30℃时，对酸化后废液中各有机酸的产生有利，酸化过程中总有机酸产量最大为25～35g／L，特别当在食品废弃物厌氧酸化液中加入丁酸梭菌活菌制剂后，酸化过程发生了显著的变化。本文还研究了真氧产碱杆菌(Raltonia eutropha)利用食品废弃物厌氧酸化生成的有机酸进行聚羟基烷酸酯(polyhydroxyal-kanoates)合成的摇瓶分批发酵过程，图5参11。     

几种化感物质对杉木幼苗生长的影响

采用培养皿滤纸法 ,研究了不同浓度的肉桂酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸对杉木 (Cunninghamialanceolata)幼苗生长的影响 .结果表明肉桂酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸分别在 1× 10 -5molL-1、1× 10 -3molL-1、1× 10 -4 molL-1浓度时降低了叶绿素含量 (P =0 .0 5 ) ,而在 1× 10 -6molL-1、1× 10 -4 molL-1、1× 10 -5molL-1浓度时抑制了杉木幼苗胚根和胚芽的生长 (P =0 .0 1) .3种酚类物质对胚根生长的抑制作用明显高于对胚芽生长的抑制作用 .在 3种酚类物质中 ,肉桂酸对杉木幼苗生长的抑制作用最强 ,对羟基苯甲酸次之 ,苯甲酸最弱 .这表明酚类物质能在不同程度上抑制杉木幼苗的生长 ,降低其生产力 ,可能是连栽杉木人工林生产力降低的因素之一 .图 2表 1参 14     

沙地云杉生态型同工酶研究

沙地云杉是内蒙古地区特有树种,只分布于浑善达克沙地东部边缘;由于长期适应干旱生态条件,分化出3种土壤生态型,即紫果型、红果型和绿果型沙地云杉,并在很多生态、生理特征上表现出明显的差异.本文采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,分析了3种生态型沙地云杉的过氧化物同工酶和酯酶同工酶的酶谱特征.结果表明:不管是过氧化物同工酶还是酯酶同工酶,紫果型沙地云杉的酶带条数最多,红果型其次,绿果型酶带条数最少.在酶带强度方面也有类似的结果,紫果型沙地云杉具有较多的强、次强、中带,红果型其次,绿果型最少.这在一定程度上表明,在干旱条件下产生的3种不同生态型沙地云杉,以紫果型对干旱抗性最强,绿果型最弱,红果型居于二者之间,这一结论将为沙地云杉的经营管理及品种选择提供科学依据. 图2参21     

活性污泥过程数学模型进展

介绍了活性污泥过程模型ASM1，ASM2及ASM3的建模方法，并分析了各模型的微生物学基础。