堆肥过程中腐殖质含量变化及其对重金属分配的影响

以H2O和Na4P2O7+NaOH连续浸提污泥堆肥过程中堆体的腐殖酸以及与其结合的重金属,分析腐殖酸及重金属含量随时间的变化规律。结果表明,堆肥过程中重金属主要以胡敏酸(HA)结合态为主,水溶态重金属含量较少,且重金属有效性与迁移性较低;堆肥结束时各水溶态重金属含量减少,HA-Pb、HA-Ni和HA-Cu含量占重金属总量的比例明显升高,与堆肥初始相比分别增加28.00、17.34和1.40百分点,堆肥促进了水溶态重金属向HA结合态转变;HA对几种重金属的固定能力由大到小依次为Cu、Pb、Ni和Zn。     

城市污泥好氧堆肥过程中重金属的形态转化

城市污泥是一种富含作物生长需要的多种养分的生物固体废弃物,但重金属问题又成为影响污泥农用的关键因素,而重金属的生物活性、迁移性及毒性不仅取决于总量,很大程度上取决于其存在的形态.该实验通过调节城市污泥的水分和C/N比,利用笔者所在课题组自行开发的好氧堆肥反应器进行城市污泥堆肥处理,经过为期20 d的好氧堆肥处理,研究堆肥前后污泥中的重金属总量和化学形态的变化.实验结果表明:堆肥处理由于添加能源调理剂等,使堆肥产品中的重金属含量低于原污泥,符合了农用污泥污染物控制标准;同时堆肥也改变了重金属的化学形态,降低了剧毒性的Cd的生物有效性.对污泥及堆肥的重金属形态研究发现:大部分重金属主要以残渣态形式存在,生物毒性很小,农用时的重金属污染度也很低.     

污泥基生物炭重金属风险评价及对黑麦草生长的影响

为探究污泥基生物炭的重金属潜在生态风险,考察污泥基生物炭对植株生长及土壤微生物多样性变化的影响,以城市污泥为原料热解制备污泥基生物炭,采用风险评估指数、米勒地质累积指数以及潜在生态风险指数对污泥及污泥基生物炭的潜在生态风险进行评估;通过盆栽试验探讨污泥基生物炭的施用对黑麦草(Lolium perenne)生长的影响;通过16S rRNA测序技术和生物信息学研究,分析黑麦草根系土壤微生物多样性的变化。结果表明,与对照相比,污泥基生物炭处理的风险评估指数和潜在生态风险指数均明显减小,生物有效态重金属含量降低,但米勒地质累积指数有所增高;污泥基生物炭施加比例为5%时,黑麦草的发芽率、单株叶片均重和平均叶长分别达到94%、0.179 8 g、13.74 cm,相比于未施用时分别增加16百分点、62.12%和29.15%;添加污泥基生物炭对黑麦草根系土壤细菌群落丰度影响较小,群落多样性有所降低。研究表明,污泥基生物炭能够对重金属起到稳定化作用,其重金属含量低于GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中的农田风险筛选值,潜在生态风险较低,在一定的施炭比例下可以促...     

利用餐厨和绿化垃圾提高蚯蚓堆肥效率处理剩余污泥的研究

为了显著提高蚯蚓堆肥处理剩余污泥的效率,在实验室条件下进行了掺入不同比例餐厨和绿化垃圾的剩余污泥蚯蚓堆肥试验。在保持剩余污泥占主体的情况下,试验按照剩余污泥：餐厨垃圾：绿化垃圾的质量比（干质量）顺序,共设6个不同配比处理组,分别为100/0/0、90/5/5、80/10/10、70/15/15、70/20/10和70/10/20,各组接种蚯蚓后恒温（25±1）℃暗室培养,中途适时补充基质和水分,试验为期7周。试验结束后,去除未被降解基质,分离并量测蚯蚓质量和数量以及蚓粪质量及其养分含量,并据此量化比较各组蚯蚓堆肥效率。试验结果表明,与纯污泥相比,增加餐厨和绿化垃圾的总比例可以显著加快蚯蚓的生长、成熟和繁殖速度,显著提高对应基质的降解速率和蚓粪生产速率,而且相应蚓粪的养分（总有机碳、全钾）含量也会显著增加（全氮和全磷含量无显著影响）。在保持剩余污泥占70%比例下,掺入15%餐厨垃圾和15%绿化垃圾的组别蚯蚓堆肥处理剩余污泥的效率达到最高（蚓粪的养分含量除外）,并与其他组别相比具有统计显著性。总之,餐厨和绿化垃圾的掺入能够显著提高蚯蚓堆肥处理剩余污泥的效率。     

基于EEM与PCR-DGGE技术分析温度对蚯蚓堆肥处理城镇污泥的影响

将城镇脱水污泥制成5 mm粒径颗粒分别在15、20、25℃条件下进行蚯蚓堆肥,利用三维荧光(EEM)考察了温度对蚯蚓堆肥处理城镇污泥过程腐熟程度的影响,并采用PCR-DGGE技术探究了不同温度条件下蚯蚓堆肥微生物种群结构的变化,旨在分析蚯蚓堆肥中的微生物种群结构的变化,进而验证污泥中腐殖酸类有机物熟化降解机理,并为蚯蚓...     

城市污泥堆肥过程中微生物研究

采用平板计数法和最大概率法测定城市污泥堆肥干污泥中主要微生物类群的变化。结果表明,中、高温好氧菌在第6d达到最大值,分别为1.05×1015g-1、5.08×1012g-1;中、高温厌氧菌在第9d达到最大值5.50×105g-1和1.11×105g-1;中、高温好氧纤维素分解菌分别在第3d和第6d达到最大值,分别为2.66×104g-1、3.26×106g-1;整个堆肥过程中,高温厌氧纤维素分解菌数量不断增加;高温放线菌在第3d达到最大值,为1.12×106g-1;中温放线菌、真菌、中温厌氧纤维素分解菌、中温淀粉分解菌、蛋白质分解菌和油脂分解菌在发酵初期迅速下降至零;高温淀粉分解菌、蛋白质分解菌和油脂分解菌在发酵前6d数量上升,随后开始下降。发酵后期,好氧菌中兼性厌氧菌逐渐增多,严格好氧菌逐渐减少;厌氧菌中的兼性厌氧菌逐渐减少,严格厌氧菌逐渐增多。     

城市污泥重金属钝化试验研究

研究了城市污水厂污泥好氧堆肥过程中的重金属钝化规律.由蘑菇渣、磷矿粉、鸡粪、高温菌种与城市污泥组成的试验堆体在微生物作用下快速干化.经过30天的好氧堆肥,试验堆体稳定态铬的比例达到了67~80%,稳定态铜的比例达到了31~41%,稳定态镍的比例达到了49~57%,稳定态锌的比例达到了46~55%,稳定态锰的比例达到了56~64%,污泥重金属的生物活性和毒性减少.生成的复合有机肥施用于园林绿化.图5,表2,参5.     

污泥土地利用对土壤中重金属形态的影响

土地利用是资源化利用城市污水厂污泥的有效途径，随污泥中的营养成分一起进入土壤中的还有其中的重金属元素，它们有可能成为一种环境安全的隐患。本实验所用的土壤为污泥经过无害化及稳定化处理后，与上海潮滩沙土按不同比例(干污泥质量比)混配而成。种植前后分别对沙土、污泥及混配土的重金属含量及形态进行测试。选择几种花卉植物，如菊花(Calendula officinalis）等进行植物种植试验，一个生长季后对植物中的重金属含量及形态进行测试。应用Tessler连续提取法，对污泥中的重金属进入土壤后，土壤中重金属的含量、赋存状态等方面的规律进行研究，发现污泥的土地利用会明显增加土壤中的重金属含量，而且重金属的形态也有明显的变化，可交换态和碳酸盐结合态的重金属含量有明显的增加；如长期使用，则必须采取相应的措施，以消除有害的影响。     

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。     

青岛城市污水厂污泥有机质、养分及重金属含量

对青岛市4个典型城市污水厂脱水污泥中有机质、养分及重金属指标进行了调查研究,结果表明,所调查的青岛市4个典型城市污水厂污泥中的有机质平均含量为48.58%,总氮、总磷、总钾平均含量分别为36 437.76 mg/kg、12 590.13 mg/kg2、791.55 mg/kg;青岛市4个典型城市污水厂脱水污泥中的重金属...     

矿区周围稻米重金属积累及健康风险分析

选用杂交稻、常规稻和糯稻3个水稻品系共21个水稻品种在广东大宝山矿区周围重金属污染土壤中进行大田试验,研究Cu、Zn、Pb、As和Cd 5种重金属元素在不同水稻品种(品系)稻米中的积累状况,并进行健康风险评价分析。结果表明,供试水稻稻米中Cd和Pb超标率很高,分别为100%和71.43%;Cu和As超标现象不严重,超标率分别为4.76%和14.29%;Zn含量均不超标。供试水稻品系中常规稻和糯稻稻米对Cu、Zn、Pb、Cd的积累能力较高,杂交稻则较低;但杂交稻稻米对As的积累能力高于其他2个品系。稻米中Cu、Zn、Pb、As和Cd含量与稻谷生物量均呈负相关关系,其中Pb含量与稻谷生物量呈显著负相关。供试水稻稻米对5种重金属的富集能力由高到低排序为Cd>Zn>Cu>As>Pb。本研究表明供试土壤中Cd和Pb对人体健康存在比较严重的潜在威胁,Cu、Zn和As对人体健康的潜在危害较小,应重点关注大宝山矿区稻米Cd和Pb的重金属污染问题及其对人体健康的潜在危害。     

化学方法降低城市污泥的重金属含量及其前景分析

城市污泥含有丰富的氛、磷、河和有机质,农用前景广阔。但其中重金属含量常超标而受到限制。利用化学试剂如酸、有机物、表面活性剂等与污泥中的重金属发生作用,形成溶解性的金属离子或金属－试剂络合物,再通过淋滤．可以剔除污泥中大量的重金属,使其降低到符合农用标准。本文介绍了化学方法去除污泥事金属的原理和效果,分析了影响因素,包括重金属种类、污泥特性、操作方法、剔除时间等。并对该法的应用前景进行了讨论。     

不同来源重金属污染的土壤对水稻的影响

采用人工污染土壤、尾矿砂、污泥等不同载体的污染源来模拟土壤污染 ,研究其对水稻生长、吸收养分和吸收重金属的影响。结果表明 ,不同污染载体对水稻生长的影响不同 ,其影响的大小顺序为人工污染土壤 >尾矿砂 >污泥 >尾矿砂 +污泥。不同污染载体对水稻吸收重金属的影响亦不同 ,以纯化学试剂的形式添加到土壤中的重金属最易被提取出来 ,植物从中吸收的Cu、Zn、Pb、Cd最多 ,而从以污泥为污染载体的土壤中吸收的Zn、Pb、Cd最少。研究表明 ,用添加纯化学试剂的方法来模拟污染土壤对生态与环境的影响是可行的 ,确定土壤负载容量是安全的 ,因为在实验条件下它对供试植物的影响最明显     

重金属的生物吸附研究进展

对重金属的生物吸附研究进行了综述,主要介绍了生物吸附剂的来源,种类,预处理,固定化及脱附的方法与试剂,详细介绍了影响重金属生物吸附去除的各种因素,并探讨了生物积累和吸附机理。     

复合污染下Cu、Cr、Ni和Cd在水稻植株中的富集特征

掌握水稻对污染土壤中重金属的吸收和富集特征,为科学认识水稻中重金属的残留问题、健康风险提供理论依据。采用田间试验,研究了4个不同处理量Cu、Cr、Ni、Cd复合污染下水稻的富集特征及其随生育期的变化规律。结果表明,重金属在水稻植株各部位中吸收富集系数的大小依次为：Cd〉Cu〉Ni〉Cr,根部重金属吸收富集系数是地上各部位的吸收富集系数的2~100倍。各重金属在水稻植株不同部位的积累分布明显不同,成熟期水稻植株中Cu在水稻不同部位的质量分数为根〉茎≥叶〉米粒〉谷壳,Ni的分布规律为根〉叶〉茎〉米粒〉谷壳,Cr的分布规律为根〉叶〉谷壳≥茎〉米粒,Cd的分布规律为根〉茎〉叶〉米粒〉谷壳;且随着重金属处理量的增加,水稻植株不同部位的重金属质量分数也呈上升趋势。成熟期米粒中Cu、Ni、Cr和Cd的质量分数范围分别为：4.50~6.19、1.86~4.63、0.72~0.76和0.08~0.39 mg·kg-1,与无公害食品标准（GB15199-94、GBT2762-2005）相比,米粒中Cu和Cr的质量分数均未超标,而Ni和Cd（Cd高剂量处理时）的质量分数均超标,存在食用安全风险。重金属在水稻植株不同部位的质量分数随生育期均呈现先升后降的趋势,灌浆中期达到最大,而到成熟期又明显降低。不同重金属在水稻植株中的富集能力和分布规律均呈现明显差异,不同生育期水稻植株中重金属的质量分数明显不同但其质量分数变化呈明显规律性。     

重金属积累对土壤酶活性的影响

研究了华北平原某铅冶炼厂附近农田33个土壤样品中重金属积累对土壤酶活性的影响。结果表明,样品中Pb和Cd全量的平均值分别为144和5.59mg·kg-1,DTPA态Pb和Cd含量平均值分别为54.1和0.964mg·kg-1,均超过了未污染农田潮土的正常范围,而Cu、Ni和Zn的有效性和全量与未污染土壤接近;土壤过氧化氢酶活性与DTPA态Pb和Cd含量、全Pb含量均呈显著的负线性关系(P<0.01);与磷酸酶和脲酶相比,土壤脱氢酶活性更易受到土壤中Pb和Cd积累的影响;随DTPA-Ni含量增加,土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性增加(P<0.1);土壤脲酶活性与重金属全量或有效态重金属含量无显著相关性(P>0.1)。以上结果说明,利用土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性能够表征基本性质较为一致的土壤中重金属污染程度;与重金属全量相比,有效态重金属对土壤酶活性影响更大。     

有机无机肥配施对超级杂交稻产量构成及植株重金属含量的影响

以超级杂交稻＂Y两优1号＂为供试材料,保持总施氮量不变（180 kg.hm-2）条件下,研究不同比例有机无机肥配施对超级杂交稻产量构成及植株重金属含量的影响。结果表明,由施肥量-产量模型进行模拟,得到有机肥与尿素施入量分别为606.75和288.18 kg.hm-2时,水稻产量最高（10 084.37 kg.hm-2）;有机肥和尿素施用量分别为202.32和353.17 kg.hm-2时,经济效益最佳（产量为9 968.42 kg.hm-2）。不同比例有机无机肥配施对植株镉含量无显著影响。在6个梯度处理中,有机肥和尿素施肥量分别为600和289.27 kg.hm-2处理产量最高,且植株铬含量最低。     

碱矿渣胶凝材料固化重金属污泥的研究

主要原材料为高炉矿渣的碱矿渣胶凝材料(HAS)、掺3%沸石的HAS、掺5%沸石的HAS、水泥等4种固化材料被用来固化人工合成含铅、镉、铬等重金属的污泥。污泥固化体中污泥与固化材的掺和比例为4:1。实验结果表明,HAS固化剂对重金属污泥的固化效果要好于水泥,其污泥固化体的无侧限抗压强度高于水泥固化体,同时其固化体的重金属浸出量明显低于水泥。沸石的掺入使HAS固化体的重金属浸出量减小,且随着沸石掺加量的增大,HAS固化体的重金属浸出量相应的减少。