动电吸附法对城市污泥中铅去除率的工艺优化与效果

为城市大规模污泥处理提供技术依据,达到城市污泥资源化利用的目的,采用动电技术与吸附法联合处理,考察电压梯度、阴极区pH和去除时间等因素对城市污泥中重金属铅去除效果的影响,并应用原子吸收分光光度法对污泥中去除前后的铅含量进行测定。结果表明:对城市污泥中重金属铅去除的最佳工艺条件为阴极区pH 10、电压梯度2.0V/cm和去除时间为10d;经测试,污泥中重金属铅的含量由579.1mg/kg降至232.8mg/kg。城市污泥经该工艺处理后可达国家酸性土壤标准。     

AMF对铅锌矿区农田土壤部分理化性质、玉米生长和镉铅含量的影响

为研究重金属污染胁迫下丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）对土壤部分理化性质、玉米生长、光合生理、养分与镉铅含量的影响，以云南会泽、兰坪铅锌矿区周边重金属污染农田土壤为供试土壤，玉米为宿主植物，设置接种和不接种AMF处理，开展室内盆栽试验。结果表明：接种AMF显著增加土壤易提取球囊霉素相关蛋白（EE-GRSP）与总球囊霉素相关蛋白（T-GRSP）的含量；降低土壤有效态镉、铅含量，降幅为34.6%~79.5%；增加土壤中碱解氮和速效磷的含量，增幅为30.9%~206%。接种AMF显著增加玉米植株氮磷养分含量，增幅为17.6%~38.5%；增强叶片光合作用，提高植株生物量；降低植株镉铅含量，降幅达30.0%~68.7%。相关性分析发现，土壤T-GRSP与碱解氮、速效磷含量呈极显著正相关；EE-GRSP、T-GRSP与有效态铅含量呈显著负相关；玉米植株镉、铅含量与土壤有效态镉、铅含量呈显著正相关；玉米根系氮与土壤碱解氮含量、植株磷与土壤速效磷含量呈显著正相关。研究表明，接种AMF增加土壤球囊霉素相关蛋白含量，降低污染土壤镉、铅生物有效性，减少玉米植株镉、铅的含量；增加土壤速效养分含量，改善玉米矿质营养和光合生理，提高玉米植株生物量。     

重金属Pb对薤白生长发育的影响及其重金属积累特征

采用单因素随机盆栽设计,研究薤白在不同浓度铅胁迫下生长发育及重金属积累特征的变化。结果表明:低浓度铅胁迫下对薤白生长发育影响不大,高浓度铅胁迫下的出苗率、株高和生物量则显著低于对照;随着土壤铅污染程度的增加,薤白根系的耐性指数明显降低,各部分铅含量不断增加,同一施铅水平处理下地下部分铅积累量明显高于地上部分。     

土壤铅的浓度与油菜生长相互影响的研究

采用油菜盆栽试验方法,研究了作物对土壤中铅的吸收效应及植物的栽种对土壤铅分布的影响。结果表明,随着外源铅使用量的增加,植株鲜重总体呈现下降趋势;加铅量同叶子含铅量、根系含铅量都达到显著二项相关和对数相关,相关系数分别为0.9675、0.9729;栽种植物的土壤铅含量除1000mg·kg-1处理水平外,均较平衡样土壤铅含量高。     

污泥蚓粪改良沿海滩涂土壤对玉米生长及重金属吸收的影响

通过盆栽试验,研究不同施用量(0、30、60、90 g·kg~(-1))污泥蚓粪的沿海滩涂土壤对玉米生长及重金属积累的影响。结果表明:随污泥蚓粪施用量的增加,玉米株高及生物量呈上升趋势;施用污泥蚓粪处理(30、60、90 g·kg~(-1))玉米生物量分别比对照增加67.4%、68.5%、82.6%;施用污泥蚓粪处理显著增加滩涂土壤全量铜和锌;随污泥蚓粪用量的增加,酸溶态和可还原态等活性态镉、铜、铅、锌的比例均呈上升趋势,玉米植株各部位锌含量、茎叶部铜含量也呈上升趋势;施用污泥蚓粪对土壤及玉米植株各部位镉、铅含量无显著影响。     

水分和铅胁迫对槐树幼苗渗透调节物质的影响

【目的】比较西北干旱、半干旱地区常见造林树种刺槐(Robinia pseudoacacia)和紫穗槐(Amorphafruticosa)对重金属铅的耐受性,为干旱半干旱地区重金属铅污染土壤的修复提供依据。【方法】采用盆栽试验,对1年生刺槐和紫穗槐幼苗进行水分胁迫(土壤相对含水率分别为100%,80%,60%,40%)和铅胁迫(土壤铅含量分别为0,300,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)处理,分析在水分和铅单一及交互胁迫条件下,2种植物叶片有机渗透调节物质含量的变化。【结果】刺槐和紫穗槐叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量随水分和铅胁迫程度的加剧而呈现复杂的变化规律。单一水分胁迫下,刺槐叶片脯氨酸含量的变化幅度高于单一铅胁迫,当土壤铅含量相同时,土壤相对含水率为40%的处理脯氨酸含量显著高于其他水分胁迫处理;在铅或水分单一胁迫及二者的交互胁迫中,当土壤铅含量相同时(土壤铅含量为3 000mg/kg处理除外),各水分胁迫处理的刺槐叶片可溶性糖含量差异不显著(P>0.05)。在单一水分或铅胁迫条件下,刺槐、紫穗槐叶片可溶性蛋白含量均未随胁迫程度的加剧而降低。【结论】水分和铅交互胁迫条件下,脯氨酸对提高刺槐和紫穗槐抗旱性的贡献大于抗铅性;刺槐积累脯氨酸提高自身抗逆性的能力强于紫穗槐,而紫穗槐合成可溶性蛋白和可溶性糖提高自身抗逆性的能力强于刺槐。     

土壤灭菌和杀真菌剂对蚕豆生长与镉、铅累积的影响

【目的】研究重金属污染农田中的土壤微生物对蚕豆重金属累积的影响。【方法】以云南会泽铅锌矿周边重金属污染的农田土壤为基质,开展室内盆栽试验,在土壤灭菌和施杀真菌剂(苯菌灵)条件下,测定蚕豆的生长、矿质养分、镉、铅含量与累积量。【结果】杀真菌剂处理显著增加土壤碱解氮和蚕豆地上部氮的含量,降低蚕豆地下部磷和钾的含量,但对蚕豆株高和生物量影响不显著;导致蚕豆地上部的镉含量和植株镉累积量降低,降低蚕豆对镉的富集系数和转运系数。土壤灭菌处理显著降低土壤速效钾和蚕豆地下部钾的含量,降低蚕豆株高和生物量;导致蚕豆植株镉、铅含量、地下部铅累积量增加,而地下部镉累积量、地上部铅累积量下降;增加蚕豆对镉、铅的富集系数与镉转运系数,但减小铅的转运系数与生物转运因子。【结论】清除土壤微生物和抑制真菌均改变蚕豆植株的矿质养分、镉、铅含量与累积特征,影响蚕豆的生长,表明土壤微生物在蚕豆重金属耐性与累积中起着重要作用。     

镉、铅、锌单一和复合污染对棉花中重金属富集的影响

采用桶栽试验,研究了土壤镉、铅、锌单元素污染和土壤镉、铅、锌复合污染条件下镉、铅、锌在棉花各器官内的富集规律.结果表明:1)土壤镉污染条件下,棉花根、茎、叶、棉絮的镉含量随着土壤镉质量分数的增加呈现显著增加的趋势.当土壤镉质量分数较低时,镉主要富集在棉花的茎、叶中,随着土壤镉质量分数的增加,镉则主要富集在棉花的叶片和根中.2)土壤铅污染条件下,棉花各部位铅含量随着土壤铅含量的增加而显著增加.铅在棉花体内的分布规律为:土壤铅质量分数小于800 mg·kg-1时,棉花叶片和茎的铅含量较高.土壤铅质量分数大于1200mg· kg-1时,棉花根和叶片的铅含量较高;各处理中棉絮的铅含量最低.3)土壤锌污染条件下,棉花各部位锌含量随着土壤锌污染质量分数的增加而显著增加.土壤锌质量分数小于100 mg·kg-1时,棉花叶片和茎的锌含量较高.土壤锌质量分数大于400 mg·kg-1时,锌则主要富集在棉花的叶片和根中.各处理中棉絮的锌含量最低.4)土壤镉、铅、锌复合污染处理中,棉花根、茎、叶中的镉含量随着土壤镉含量的增加,呈现先增加后减少的趋势.同一镉质量分数污染条件下,棉花叶片的镉含量均小于镉单一污染处理条件下棉花叶片的镉含量.棉花根、茎、叶片铅含量的最高值均显著低于单一铅污染处理.棉花叶片、棉絮的锌含量均显著低于锌单一污染处理.     

烟草对土壤铅的吸收、转运及分配特征

采用室外盆栽试验方法,开展烟草不同生育期铅吸收转运及分配特征的研究。结果表明：土壤铅处理对烟草生长有较明显的抑制作用,且生育前期比生育后期更明显;烟草根系对铅的阻滞作用较强,以限制铅由根系向地上部运输。烟草各生育期根、茎和叶中铅含量均随土壤铅浓度的增加而升高,其中根部的上升幅度最大,随着生育期的推进,烟草各器官铅含量从团棵期至现蕾期呈现先降低后升高的趋势,根部铅含量从现蕾期至成熟期呈现下降趋势。土壤添加外源铅后,烟草生育期内茎和叶的铅转运系数分别介于0.35~1.00和0.25~0.91之间,茎和叶的转运系数随着铅浓度的增加和生育期的推进呈下降趋势。烟草各器官中铅含量介于13.8~180.74 mg·kg-1之间,各器官铅含量的分布规律为根>茎>叶,各器官铅积累量总体为叶>根>茎,但成熟期在T2和T3处理下表现为根>叶>茎。在土壤铅浓度较低时,烟草体内铅较易向地上部分转运,旺长期至现蕾期阶段是烟草体内铅向地上部分转运的关键时期。     

不同土壤铅含量条件下三裂叶豚草生长及铅富集特征

随着道路交通的快速发展,公路两侧土壤铅含量通常显著高于土壤背景值。三裂叶豚草(Ambrosia trifida L.)是入侵我国北方地区的重要杂草,其在公路两侧通常形成单优种群呈集群分布,但关于土壤铅含量对三裂叶豚草生长发育的影响尚不清楚。采用盆栽试验,设置土壤铅含量分别为背景值(CK),100,250,500,1000mg·kg~(-1)共5个处理,分析土壤中不同的铅含量对三裂叶豚草生长及铅富集特性的影响。结果表明,随着土壤铅含量的升高,三裂叶豚草根系和地上部分的铅含量均增加,而且随着生长发育三裂叶豚草组织中铅含量不断上升。但三裂叶豚草铅转运系数低,根系铅含量要显著高于地上部分铅含量,根系富集系数高于地上部分富集系数。三裂叶豚草生物量随着土壤铅含量的增加先升高后降低。低浓度的铅促进三裂叶豚草生长、根冠比增加和叶绿素含量提高。土壤铅含量为250mg·kg~(-1)时,三裂叶豚草生物量最大。但土壤铅含量继续增加,三裂叶豚草生物量下降,叶绿素含量降低。可见,在一定浓度范围内土壤铅能够促进三裂叶豚草生长,三裂叶豚草通过将铅积累在根系中以适应土壤铅含量的增加,公路两侧高铅含量的土壤斑块将有助于三裂叶豚草的分布和扩散。     

营养型土壤改良剂对酸性土壤中磷的活化及玉米吸磷的影响

将营养型土壤改良剂施入3种不同理化性状酸性土壤进行恒温培养试验和盆栽试验.结果表明,土样1(高肥力粘壤土)施入改良剂0～8 0g·kg-1时,有效磷含量有增加的趋势,以施入改良剂8 0g·kg-1处理的土壤有效磷含量最高;但施入12 0～20 0g·kg-1时,有效磷含量又开始下降.土样2(中等肥力粉壤土)和土样3(低肥力粘壤土)在改良剂施入量0～12 0g·kg-1时,土壤有效磷含量增加量随改良剂施入量的增加而增加.盆栽试验结果显示,改良剂施入不同理化性状的土壤后,活化了土壤中的磷,促进了玉米对磷的吸收,提高了磷肥的利用.     

污泥施用对油菜生长和土壤重金属积累的影响(英文)

[目的]该研究旨在为污泥资源化利用提供可靠的理论依据。[方法]采用盆栽试验,对污泥施用后的油菜产量指标、盐分及植株和土壤中的Hg、As和Zn3种重金属累积变化规律进行了研究。[结果]结果表明,污泥用量为中用量(50g/盆)时可明显提高盆栽油菜的产量和根/冠比,当污泥用量增至大用量(100g/盆)时,污泥对盆栽油菜产量的提高效果显著降低。污泥比化肥和鸡粪更能促进油菜对N和P的吸收,但对K的吸收却不及鸡粪效果显著。污泥可增加土壤的盐分含量,且高于化肥和鸡粪,但效果不显著。污泥施用后的油菜和土壤中的Hg、As和Zn3种重金属含量与施用化肥和鸡粪相比都有所增加,其中Hg增加较明显。油菜和土壤中的Hg、As和Zn含量均符合国家相关蔬菜安全标准和土壤质量安全标准。[结论]短期内施用污泥不会造成农田土壤的二次重金属污染,但长期施用则需对Hg的含量进行监测和控制。     

施用城市污泥堆肥对土壤和青椒重金属积累的影响

采用盆栽试验方式,将污泥堆肥与农田土按不同质量比进行混合(0:100、1:99、5:95、10:90、20:80、40:60、80:20、100:0),研究施用不同量的城市污泥堆肥对土壤以及青椒器官重金属积累的影响,为城市污泥堆肥农田利用提供参考。试验结果表明:在污泥堆肥施用量为1%~5%的条件下,青椒的总干重随堆肥施用量的增加而增加,5%的污泥堆肥施用量使青椒的总干重达2.67 g·株^-1,果实重量达0.84 g·株^-1;施用量大于5%时,青椒植株总干重与果实产量均出现下降趋势。施用不同量污泥肥后青椒果实产量(干重)的大小顺序为5%> 10%> 20%> 40%> 1%> CK(无果实);随污泥堆肥施用量的增加,基质土中重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd呈显著增加趋势。在5%的施用量下,土壤及青椒果实中的重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni含量均未超过国家相关标准,表明5%的污泥堆肥是青椒的适宜施用量。     

污泥堆肥部分替代化肥对铬污染耕地玉米生长的影响

为探索污泥堆肥在铬污染耕地上的资源化合理利用,本研究通过田间试验,设置了空白对照、常规施肥、单施污泥堆肥以及不同比例污泥堆肥替代化肥配施处理,并将其与有机肥替代化肥进行效果对比,从玉米生物量、铬吸收、土壤铬含量及其有效性等方面探讨污泥堆肥施用对作物生长和土壤铬累积的影响。结果表明:相比于对照,不同用量污泥堆肥均能促进玉米生长,显著提高玉米产量,增产范围为15.24%~36.65%,其中污泥堆肥替代20%化肥配施对玉米的增产效果最好,相较于常规施肥增产了7.16%。各替代化肥处理下玉米籽粒中重金属铬含量均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2022)中的限值,其中污泥堆肥30%替代化肥处理玉米籽粒降铬效果最好。污泥堆肥施用量在750~1 500 kg·hm^-2时玉米地上部分对铬的携出量大于污泥铬的携入量。当季施用污泥堆肥对土壤总铬含量无显著影响,且各替代化肥处理下土壤有效态铬含量相较对照降幅为5.59%~12.68%。施用污泥堆肥不会对作物产生盐害并且能够缓解土壤酸化、提高土壤有机质、全氮以及速效氮磷钾含量。综合来看,在铬污染耕地,污泥堆肥替代化肥施用不仅有利于提高玉米产量,还能显著降低籽粒铬含量,并且施用量为1 500 kg·hm^-2时即能保障玉米安全、高产,且不会对土壤造成富集铬的风险,并能有效提高土壤各养分指标。     

Accumulation and bioavailability of heavy metals in a soil-wheat/maize system with long-term sewage sludge amendments

A long-term field experiment was carried out with a wheat-maize rotation system to investigate the accumulation and bioavailability of heavy metals in a calcareous soil at different rates of sewage sludge amendment. There are significant linear correlations between the contents of Hg, Zn, Cu, Pb, and Cd in soil and sewage sludge amendment rates. By increasing 1 ton of applied sludge per hectare per year in soil, the contents of Hg, Zn, Cu, Pb, and Cd in soil increased by 6.20, 619, 92.9, 49.2, and 0.500 μg kg–1, respectively. For Hg, sewage sludge could be safely applied to the soil for 18 years at an application rate of 7.5 t ha–1 before content exceeded the soil environmental quality standards in China(1 mg kg–1). The safe application period for Zn is 51 years and is even longer for other heavy metals(112 years for Cu, 224 years for Cd, and 902 years for Pb) at an application rate of 7.5 t ha–1 sewage sludge. The contents of Zn and Ni in wheat grains and Zn, Cu, and Cr in maize grains increased linearly with increasing sewage sludge amendment rates. The contents of Zn, Cr, and Ni in wheat straws and Zn, Cu, and As in maize straws were positively correlated with sewage sludge amendment rates, while the content of Cu in wheat straws and Cr in maize straws showed the opposite trend. The bioconcentration factors of the heavy metals in wheat and maize grains were found to be in the order of ZnCuCdHgCr=NiPbAs. Furthermore, the bioconcentration factors of heavy metals in wheat were greater than those in maize, indicating that wheat is more sensitive than maize as an indicator plant. These results will be helpful in developing the critical loads for sewage sludge amendment in calcareous soils.     

污泥施用对土壤及小麦生理特性的影响

以兰州市安宁区污水处理厂污泥为研究对象,采用盆栽方法研究污泥施用后对土壤pH值的影响,对土壤中重金属Cu、Zn、Pb含量的影响以及对小麦叶片叶绿素含量和脯氨酸含量特性的影响。结果表明,污泥施用后土壤的pH值显著下降,并呈递减趋势。不同污泥施加量土壤中3种重金属元素的含量均远低于我国土壤环境质量二级标准(GB15618—1995)中碱性土壤的限制性标准值。3种小麦叶片的叶绿素总含量随污泥浓度的增加而增加,污泥在混配土壤中的干重比为15%时3种小麦均达到最大值,随着污泥施加量的进一步加大出现下降。污泥施用后3种小麦叶绿素a/b值与对照相比无显著变化,小麦叶片中脯氨酸含量比对照有大幅的增加。低污泥施加量时(5%、10%和15%),3种小麦叶片中脯氨酸含量随施加量增加而增加,但高污泥施加量时(25%和35%)的脯氨酸含量无显著增加,污泥中污染物胁迫超过小麦耐受限值后,小麦生理代谢出现反常。土壤中3种重金属元素的含量与3种小麦体内脯氨酸含量均呈极显著正相关关系,土壤的pH值与3种小麦的叶绿素总含量和脯氨酸含量均呈负相关关系。综合考虑污泥施用对小麦生理特性的影响,对小麦的耕种土壤中一次性施用污泥时,污泥在混配土壤中的干重比应限量在15%以下。     

紫花苜蓿和印度芥菜对土壤中铅的吸收特性研究

[目的]研究紫花苜蓿和印度芥菜对土壤中铅的吸收特性。[方法]采用盆栽试验,土壤中铅离子浓度为0、100、500、1 000、2 000、3 000 mg/kg干土,测定紫花苜蓿、印度芥菜地上部和根部的铅含量,计算铅的迁移总量、根系耐性指数、富集系数。[结果]随着铅离子浓度的增加,2种植物地上部对铅的迁移总量上升,且印度芥菜对铅的迁移总量较大。2种植物的根系耐性指数在3 000 mg/kg处理下小于1,其他处理下大于1。2种植物的根部铅富集系数在各处理下均大于地上部,且印度芥菜的铅富集能力大于紫花苜蓿。2种植物根部和地上部的铅含量均与土壤中铅添加量呈显著的线性相关。[结论]紫花苜蓿和印度芥菜对土壤中的铅均具有较强的富集作用。     

不同工业废弃物对稻田土壤中镉 铅生物有效性及其形态的影响

应用盆栽试验研究了几种工业废弃物对水稻土壤中Cd、Pb的生物有效性及其形态的影响,以寻找有效的土壤重金属化学修复技术应用于当前轻度污染土壤.结果表明,施用纸厂滤泥、石灰使土壤交换态Cd比对照分别降低了47.6%、47.1%,糙米中的Cd含量分别比对照下降了61.3%、51.9%;使土壤交换态Pb比对照降低了93.8%、91.1%,糙米Pb含量下降了57.6%、61.8%.铁尾渣、粉煤灰对降低土壤Cd、Pb生物有效性也表现了不同程度的效果.偏硅酸钠对降低污染土壤中糙米Cd的效果不明显,但降低糙米Pb效果显著,为53.3%,接近石灰和纸厂滤泥.纸厂滤泥为造纸厂废弃物,含高碱度和有效硅、磷酸盐,添加后不造成作物减产,且对降低稻田土壤Cd、Pb生物有效性具有显著的效果,因而是一种有效的、低成本化学修复技术.     

湖北省武汉市几种污泥的化学特性及其在作物生产中的应用

测定了几种污泥的化学特性并将3种污泥施用在盆栽和田间试验的作物上。污水处理厂和啤酒污泥中氮、磷、钾及有机质的含量远高于机械厂和化工厂的污泥。施用污水处理厂和啤酒污泥能分别增加盆栽油菜和田间棉花的产量；在提高棉花经济产量上，啤酒污泥与化学肥料具有等效作用。因而，污水处理厂和啤酒污泥可作为土壤改良剂并有利于作物生长。化工厂污泥中镉、铜、铅、锌含量都高于其它污泥，盆栽棉花对化工厂污泥的瓜在也因土壤类型而异，因而将化工厂污泥应用于作物生产会带来重金属的污染。