污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响

以3 a定位试验为基础,比较3种不同处理的污泥肥料（消化污泥、污泥堆肥及污泥复混肥）农田施用下土壤养分、土壤和作物籽粒中Mn、Cu、Zn、Pb、Cd 5种重金属的积累以及作物产量的变化情况,以阐明污泥农用对土壤及作物的影响。研究表明,3种污泥肥料提高了土壤中氮素和有机质的含量;与空白和普通化肥处理相比,3种污泥肥料增加了土壤中Mn和Cu的含量,而对土壤交换态重金属含量没有显著影响;3种污泥处理均增加了小麦籽粒中Zn的含量;相对普通化肥处理,3种污泥肥料处理对小麦和玉米产量均无显著影响。合理施用污泥肥料可以有效地提高作物产量;污泥肥料施用对土壤重金属有一定累积效应,但短期施用对土壤比较安全。     

污泥沙障对荒漠区土壤含水量的影响

选取民勤县勤锋农场流动沙区作为试验地,以城市生活脱水污泥作为沙区或荒漠区土壤水分补充的基质和材料,制成不同的污泥沙障(上覆污泥、下覆污泥、污泥方格)铺于流动沙丘迎风面,以自然状态的流动沙丘为对照,撒播黄蒿并经过一年生长后,比较各处理土壤含水量的大小,结果表明:所有污泥沙障处理多余的水分均下渗至沙区0~60 cm的土层中,以下覆污泥处理的土壤含水量最高,其次为污泥方格处理,上覆污泥处理土壤含水量最低,3个污泥沙障处理0~60 cm土层的含水量均显著大于对照(P<0.05)。综合考虑成本、用量和治沙效果,以污泥方格沙障最为经济实惠且环保,可以在极端干旱的民勤流动沙区起到较好的促进植被恢复的效果。     

蚯蚓活动对城市生活污泥重金属的影响

采用塑料温棚内垄式堆积污泥培养蚯蚓方式,研究了蚯蚓处理对污泥重金属的影响。结果表明,污泥经蚯蚓处理后,理化性质发生了显著的变化,污泥的pH值、有机质、总氮和总磷都有不同程度的降低;蚯蚓能吸收富集污泥中的重金属,其中对重金属Cd有较强的富集能力;蚯蚓处理使污泥中重金属含量均出现不同程度的下降,重金属Cr、Zn、Pb、Cd、Cu、Ni分别减少27.98%、31.46%、32.81%、13.85%、23.86%和22.92%。利用盆栽试验,研究了污泥施用于土壤后生菜体内重金属积累的情况,结果表明,生菜体内重金属Zn、Cu、Pb和Ni的含量为污泥处理高于蚓粪处理;Cr和Cd则分别为差异不显著和略有降低。     

牧草-污泥系统对污泥和尾矿砂不同组合PAHs的修复效果

选择无芒雀麦和紫花苜蓿作为修复植物,利用污泥和尾矿砂不同配比组合进行盆栽试验,探明植物-污泥系统对PAHs的修复效果。结果表明,随污泥含量增加无芒雀麦存活率基本一致,生物量却呈现出明显的上升趋势,对处理4(100%污泥)的耐受性远高于紫花苜蓿;而紫花苜蓿的存活率和生物量均呈下降趋势,仅在处理1,2(25%污泥、50%污泥)时存活良好。无芒雀麦对16种PAHs的吸收总量以处理4表现最高,且对Phe、Anth、BaP、DbA单体的吸收量优于紫花苜蓿;紫花苜蓿的吸收量以处理2为最好,且对Naph、Pyr、Chry、BaA、BbF、BkF单体的吸收量优于无芒雀麦。在不同污泥组合处理下,无芒雀麦-污泥系统以处理4对污泥16种PAHs总量的去除率最高,达84%,且对16种PAHs中的单体BaA、Chry、BkF去除效果最佳,达90%以上。而紫花苜蓿-污泥系统2,3,4处理之间的去除率差异不大,且远高于处理1,并以处理4为最高,达79%,且对单体DbA和InP的去除率最佳,达95%以上。综合考虑生长状况、吸收量以及去除率,建议将耐抗性和去除率高的无芒雀麦作为优选植物资源直接用于城市污泥PAHs的修复。紫花苜蓿修复污泥PAHs以控制污泥含量为50%,并辅以50%铁尾矿砂配料效果最佳。     

植物处理后的城市污泥农用对玉米生长的影响

采用东南景天单种、东南景天与香芋套种对污泥进行植物处理,将植物处理后的污泥作为肥料与上层土壤混合后种植玉米,并设不同的肥料处理来研究对玉米生长的影响。结果表明,利用植物处理后的污泥作为肥料种植玉米,玉米生长良好,且长势和产量明显优于对照和施用化肥的处理,其中单种东南景天处理后的污泥与土壤混合种植的玉米籽粒的产量最高,分别是对照和化肥处理的3.26和2.66倍;利用植物处理后的污泥作为肥料所生产的玉米籽粒中Zn、Cd、Cu、Pb的含量符合国家饲料卫生安全标准,作为饲料是安全的。     

城市污泥的蚯蚓分解处理技术研究进展

城市污泥成分复杂,其中有机质、N、P、K含量丰富,Ca、Mg、Fe等矿物营养成分含量较高,此外还有许多重金属（Zn、Cu、Cd、Cr、Pb、Ni、Hg、As、Sn等）、有机有害成分以及病原菌。本文分析了国内外关于污泥处理处置的主要方法及其优缺点,重点讨论了一种新兴城市污泥处理技术,即城市污泥的蚯蚓分解处理技术（Vermicomposting）,利用蚯蚓处理城市污泥,不仅可以将污泥中的重金属富集于蚯蚓体内、去除病原菌、转移消化有机有害物,而且可将城市污泥转化为富含营养物质的有机肥,是一种无害化处理城市污泥的有效途径。最后,总结了目前城市污泥蚯蚓分解处理技术研究中存在的问题,并展望了其研究发展趋势。     

长期施用污泥对土壤-萝卜系统重金属积累及土壤养分含量的影响

为了探究不同用量污泥长期施用后对土壤-萝卜系统中重金属及土壤养分含量的影响,采用长期定位试验,研究连续10年单施化肥(CK)以及施用不同用量(4.5、9、13.5、18 t·hm~(-2))污泥对土壤、萝卜叶(地上部)和萝卜(地下部)中重金属(Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn)累积情况及土壤pH、有机质及氮磷钾含量的影响。结果表明:连续施用10年后,单施化肥和不同用量污泥处理对萝卜产量影响不大,土壤、萝卜叶和萝卜中的Pb、Cd、Cr、Ni、Cu和Zn含量均随污泥施用量的增加而增加,且中高量和高量污泥处理中重金属的累积量较大,显著或极显著高于对照、低量和中量处理。中量以上污泥处理土壤的Pb、Cr、Ni和Cu超出了土壤环境质量国家标准;除高量污泥处理Pb超标外,其他处理萝卜的各重金属含量均未超过食品安全国家标准。与CK处理相比,长期施用不同用量污泥能提高土壤pH 0.58～0.71个单位,并显著或极显著地提高有机质、全量氮磷以及速效氮磷含量。研究表明,连续10年施用不同用量污泥,土壤和萝卜中Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn的含量随污泥用量的增加而增加,其中Pb、Ni、Cr和Cu出现超标现象,萝卜中的重金属含量除高量污泥处理中Pb超标外,其他处理均未超过食品安全国家标准。随着作物产地土壤中污泥施用年限增长或用量增加,食品安全应得到更多的重视。     

生活污泥对白菜供磷和土壤磷状况的影响

采用好气培养和盆栽试验以探明污泥磷的肥效,降低污泥施用导致的土壤磷累积引起的环境风险。结果表明,单施污泥土壤有效磷含量和白菜吸磷量均显著低于施用磷酸一铵和鸡粪处理;施用污泥后有利于增加白菜生长后期土壤磷酸酶的活性和土壤Olsen-P含量。在白菜等产量条件下,单施污泥处理土壤中Olsen-P残留量显著高于污泥与化肥混施处理;在P2O5施用量为902~70 kg/hm2时,污泥堆肥磷的肥效为磷酸一铵的25%左右。     

城市污泥堆肥与氮肥配施对稻田CH4和N2O排放及水稻重金属含量的影响

随着城市污泥量的日益增大,污泥农用备受关注。本研究通过田间原位试验,以水稻为研究对象,观测氮肥与污泥堆肥以不同比例(1︰0、0.75︰0.25、0.5︰0.5、0︰1)配合施用对稻田CH_4和N_2O排放以及植物重金属累积的影响。结果表明:随着污泥堆肥施用比例的增加,稻田CH_4排放呈线性增加(P0.05,r=0.967)。与施全量氮肥处理相比,施全量污泥堆肥处理显著增加CH_4排放118%(P0.05),而配施处理的CH_4排放仅增加30%～34%(P0.05)。与CH_4相反,稻田N_2O排放随着污泥堆肥施用比例的增加而逐渐减少,与施全量氮肥处理相比,施全量污泥堆肥处理减少N_2O排放39%(P0.05),配施处理N_2O排放减少29%～38%(P0.05)。施全量污泥堆肥处理的温室气体排放强度(GHGI)与施全量氮肥处理相当,而配施处理的GHGI比施用全量污泥堆肥处理减少18%～24%(P0.05)。各处理水稻产量无显著差异(P0.05),各处理稻米中重金属含量均在国家食品安全标准限值范围内。与施全量氮肥处理相比,施全量污泥堆肥处理稻米中Zn、Cr、Cu含量分别增加42%(P0.05)、103%(P0.05)和12%(P0.05),而配施处理稻米中的Zn、Cr、Cu含量分别增加19%～27%(P0.05)、14%～33%(P0.05)和4%～7%(P0.05);Ni在稻米中未检出;施全量污泥堆肥处理与配施处理稻米中的Cd含量相当,相对于施全量氮肥处理均增加了33%(P0.05)。但各处理上述重金属含量均未超过食品安全标准。综合以上研究结果,污泥堆肥与氮肥配施可作为稻田污泥堆肥推荐施用方式,但需要监测土壤重金属积累动态。     

长江三角洲地区城市污泥对蚯蚓的急性毒性效应

应用滤纸法和自然土壤法测定了长江三角洲地区城市污泥及其与青紫泥混合后对蚯蚓的急性致死效应及慢性毒性效应。结果表明:滤纸法测定的污泥对蚯蚓的毒性症状出现快且严重,不同污泥对蚯蚓的毒性大小差别较大,致死中浓度(LC50)相对应的污泥与水比值(Rsw-LC50)范围在0.0010～0.0242之间。在供试的城市污泥中,上海贮泥池污泥对蚯蚓的毒性最大,上海脱水污泥5对蚯蚓的毒性最小。自然土壤法测定的污泥与土壤作用后对蚯蚓的毒性结果为:所有处理蚯蚓死亡率均为0,各污泥处理对蚯蚓体重增长率的影响差别不大,个别污泥处理蚯蚓体重增长率比对照处理低,即对蚯蚓的体重有负增长影响。与滤纸法各处理相比,中毒症状较轻微,仅极个别中毒症状较明显。与污泥的水浸液相比,污泥与土壤作用后对蚯蚓的毒性大大降低。     

施用城镇生活污泥对小麦产量和品质及安全性的影响

针对城镇生活污泥施入农田的潜在污染风险问题，通过田间试验，开展了城镇生活污泥在小麦上的施用效果研究，探讨了施用城镇生活污泥对小麦产量和品质及安全性的影响，以期为城镇生活污泥农业上资源化利用提供依据。研究结果表明:施用城镇生活污泥有助于提高小麦产量。单施生活污泥(T2、T3)较空白不施肥(CK)处理小麦增产83.85%～139.04%，一定范围内，小麦产量随着生活污泥用量的增加而增大。在生活污泥2250 kg/hm²配合复合肥450 kg/hm²(T6)处理更有助于小麦产量增加，合理配施城镇生活污泥有助于有机养分替代及化肥减量。施用城镇生活污泥有利于提升小麦籽粒品质。与空白不施肥(CK)处理相比，施用生活污泥显著提高了小麦籽粒干面筋、湿面筋及淀粉含量，单施生活污泥6000 kg/hm²(T3)处理的小麦籽粒干面筋、湿面筋和淀粉含量分别提高了19.7%、15.2%和7.83%。部分化肥配施生活污泥(T4、T9)处理小麦籽粒中Cr含量超过国家限量标准(1 mg/kg)。随着生活污泥施用量的增加，小麦籽粒重金属富集的风险增高，但不同元素增幅存在差异。施用城镇生活污泥，小麦籽粒中多环芳烃类、酞酸酯类有机污染物含量符合食品安全国家标准。城镇生活污泥农用时，建议单独施用生活污泥用量6000 kg/hm²；生活污泥与化肥进行配施的情况下，用量为生活污泥2250     

含油污泥的堆肥处理对微生物群落结构的影响

采用堆肥方法处理含油污泥,评价堆肥处理对含油污泥中石油烃的去除效果,并采用Biolog方法和构建16SrRNA基因克隆文库的方法对处理过程中微生物碳源利用特征和微生物群落结构进行了研究。结果表明,含油污泥经过90d的堆肥处理,石油烃降解率达53.3%±9.5%,显著高于对照处理。堆肥处理可以显著促进石油烃降解,是一种处理含油污泥的有效措施。Biolog分析结果表明,堆肥处理的孔的平均颜色变化率（AWCD）显著高于对照处理,堆肥处理提高了土壤微生物代谢活性。主成分分析结果表明,对照处理和堆肥处理的微生物碳源利用特征明显不同,堆肥处理改变了含油污泥中微生物的代谢功能特征。对照处理和堆肥处理的16SrRNA基因克隆文库之间存在显著差异,对照处理的优势类群是γ-Proteobacteria,堆肥处理的优势类群是Bacteroidetes,堆肥处理显著改变了含油污泥中的微生物群落结构。Marinobacter和Alcanivorax是对照处理中的优势菌,可能与石油烃的自然降解过程有关,而Pusillimonas和Agrobacterium可能对堆肥处理中石油烃的降解起一定作用。     

城市生活污泥蚯蚓处理过程中相关酶活性的动态变化特征

利用大平2号蚯蚓处理城市生活污泥,分析了其对污泥磷酸酶、脲酶、蛋白酶、蔗糖酶活性的影响。结果表明,污泥经蚯蚓处理后,相关酶的活性发生了较大的变化,污泥酸性和碱性磷酸酶活性先升高而后下降,中性磷酸酶的活性则持续下降;污泥脲酶的活性先升高后下降;蛋白酶和蔗糖酶的活性则持续下降。总体来说,所研究的4种酶的活性随着时间延长有下降的趋势,其中污泥蛋白酶的活性下降最为显著,其他相对较小。污泥蚯蚓处理过程中有机质等的降低可能是酶活性下降的主要原因。     

作物秸秆与城市污泥高温好氧堆肥产物对土壤氮矿化的影响

为揭示不同作物秸秆与污泥堆肥产物对土壤氮素矿化特征的影响,为科学施用城市污泥堆肥提供参考依据,通过室内培养试验研究了城市污泥与4种秸秆（小麦、水稻、玉米和油菜）高温好氧堆肥产物施入酸性紫色土、黄壤、石灰性紫色土后土壤氮矿化的差异。结果表明,4秸秆污泥堆肥均可显著提高3种土壤氮的潜在矿化势（N0）和矿化速度（k）,促进土壤氮的矿化,提高土壤NH4+-N、NO3--N质量分数,其中石灰性紫色土以油菜秸秆污泥堆肥和小麦秸秆污泥堆肥处理、黄壤以油菜秸秆污泥堆肥处理、酸性紫色土以小麦秸秆污泥堆肥处理提高幅度最大。作物秸秆与污泥堆肥施入土壤后,黄壤、酸性紫色土在培养60 d和30 d后趋于稳定,石灰性紫色土在培养60 d后仍有增高的趋势,但不同秸秆污泥堆肥对土壤氮矿化速度的影响无明显规律。结果说明秸秆污泥堆肥对土壤氮矿化的效应因土壤及秸秆类型的不同而异,根据研究结果提出了4种作物秸秆与城市污泥堆肥施用的建议。     

干污泥和堆肥污泥施用于红壤中N素的释放特性

在红壤自然状况下,模拟了施肥沟,对红壤不同污泥施肥处理的N素释放特性进行了研究。试验结果表明,干污泥配比在10%~20%时,碱解氮、铵态氮和硝态氮累计释放量分别为:25.71%~33.48%,9.57%~14.85%和4.08%~7.65%。堆肥污泥配比在20%~33%时,其累计释放量分别为13.55%~15.65%,2.03%~4.23%和3.11%~5.37%。干污泥处理的释放量大于堆肥污泥处理的释放量,释放过程变化较堆肥污泥剧烈,铵态氮和硝态氮均有明显峰值,铵态氮最大含量532.98±10 mg/kg,释放量最大达10.95%;硝态氮含量最大为149.2±14 mg/kg,释放量最大时为3.32%。无论是从氮的肥效角度,还是氮释放的环境风险角度考虑,污泥堆肥处理后施肥方式均优于干污泥处理施肥方式。     

农业用地施用污泥的现状和指导方针

一关于农业用地等施用污泥的现状和研究课题 (一)下水污泥的处理现状到1981年止,日本全国约有500个下水道末端处理厂在处理污水,年处理下水量约为65亿M~3,处理出的污泥量为2,397千米~3(表1,略)。从对污泥的处理方式来看,填平陆地和海面的为78％,有效利用的为15％。目前,     

连续施用无害化污泥对沙质潮土土壤肥力和微生物学性质的影响

以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化处理后的城市污泥产物,通过2013~2015年田间定位试验,研究了不同城市污泥施用量对土壤肥力的影响,以期为城市污泥资源化利用提供理论基础和技术依据。设置单施化肥(CK)、CK+污泥15 t·hm~(-2)(CS1)、CK+污泥30 t·hm~(-2)(CS2)和CK+污泥45 t·hm~(-2)(CS3)共4个处理。主要研究结果如下:(1)连续定位试验结果表明,同一施用量污泥处理的土壤p H值随施用时间的增加呈下降趋势;土壤有机质(SOM)和养分含量如全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)随施用时间的增长呈上升趋势;(2)与CK比较,在2015年玉米季施用污泥各处理的土壤p H值显著降低了0.34~0.83个单位(P0.05),且与污泥施用量呈反比,以高施量污泥45 t·hm~(-2)下降最多;土壤SOM、TN、AP和AK分别显著提高了52.1%~166.9%、77.3%~177.8%、215.7%~486.3%和167.2%~379.0%(P0.05),且与污泥施用量呈正比,以高施量污泥45 t·hm~(-2)效果最显著;(3)试验所用污泥施用量范围内不会造成土壤和植物籽粒重金属污染,能够保持土壤环境健康;(4)与CK比较,施用污泥各处理土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量均显著提高(P0.05),且与污泥施用量呈正比,并且季节不同也显著影响土壤MBC、MBN含量(P0.05);施用污泥能够显著提高土壤MBC/MBN(P0.05),说明施用污泥能够改变土壤微生物群落组成;(5)施用污泥,尤其是高施量污泥45 t·hm~(-2),在保证土壤和植物籽粒质量安全下,其土壤培肥效果最优。     

切分西红柿微波短时处理常温贮藏保鲜试验研究

目前由于在果蔬的储运中常发生霉变、腐烂,鲜度下降,甚至完全失去商品价值,造成巨大的经济损失,难以满足市场要求。因此,解决果蔬的贮藏特别是运输过程中的保鲜,不仅能满足市场需要,增加果蔬市场供应品种和调节供应,同时还将获得巨大的经济效益。通过正交试验对切分西红柿进行了微波处理常温保鲜的试验研究,得出了真空包装的切分西红柿在微波短时处理后只达到巴氏杀菌的低温杀菌温度,却得到能长期贮存的品质优良的样品的结果;确定了这种方法的最佳处理参数,其最佳参数为0.12%维生素C处理时间为54s;对样品进行图像处理,得到色彩直方图和色彩均值,用确切的数值说明保鲜方法的保鲜作用;分析包装对西红柿保鲜的影响作用,认为切分西红柿应采用避光包装保存     

污泥土地利用研究V. 高铜污泥

本文采用田间小区试验方法研究了高铜污泥处理对辣椒生长、Vc含量和重金属含量的影响。结果表明,污泥施用量在3.75和7.5 t/hm2时,辣椒各个生长指标都有所增加,有些指标甚至优于施用化肥处理。污泥施用对辣椒果实Vc含量没有明显降低的趋势。污泥施用未显著地增加辣椒植株和果实对铜、锌、镉和镍的吸收。     

城市污泥堆肥商品化应用问题的探讨

讨论了国内外城市污泥的各种处理方法的利弊 ,城市污泥土地利用的可能性和有效性 ;论证了城市污泥堆肥商品化的可行性和必要性 ,并对污泥堆肥商品化应用中的安全性及质量控制等问题进行了探讨。