啤酒污泥和草木灰对镉形态和土壤酶的影响

利用盆栽试验,研究施用啤酒污泥、草木灰及两种改良剂配施对镉污染土壤pH值、土壤镉形态和土壤酶的影响。结果表明,土壤中生物有效性高的可交换态(含水溶态)镉含量减少,而有机结合态和无机结合态镉含量升高,土壤酶活性提高。然而,不同品种的啤酒污泥和草木灰具有不同的性质,对于不同的作物和土壤,改良剂的施用量需要进一步的探究。     

施用污泥对土壤中重金属含量的影响

随着城市污水处理厂数量的迅速增加,污泥的处置及其环境影响受到越来越多的关注。污泥土地利用因具有处理费用低廉及高效性的特点,已成为重要的污泥处理方式。然而污泥中的重金属元素是限制其大规模农田利用的重要因素。施污土壤中重金属的形态研究可以用来评价土壤中重金属的生物有效性以及它们在土壤中的移动性。用修正BCR三步连续提取法进行分步提取研究了施污后的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布状况。与对照相比,在直接施用污泥的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的含量显著增加。但即使是在施污60t/hm2的土壤中,Cu、Pb、Zn的含量亦远低于中国土壤环境质量标准。在施污的水稻田土壤中4种重金属元素的形态分布规律为:残渣态>可氧化态>可还原态>可交换态和弱酸溶解态。这些重金属元素在水稻田土壤中相对稳定性顺序为Zn>Cu>Cd=Pb。     

几种矿物材料对Cd污染土壤中Cd形态分布及植物有效性的影响

采用盆栽试验,研究了海泡石、钙基膨润土、钠基膨润土、汉白玉和石灰5种矿物材料不同添加量对Cd污染土壤p H、有效Cd、Cd形态分布及小白菜生物量、Cd含量的影响。结果表明:几种矿物材料均可显著提高土壤p H,并显著降低土壤有效态Cd含量,且降低幅度随添加量的增加而增大。与对照相比,添加矿物材料后土壤p H提高0.1~0.7个单位,有效Cd含量降低9.19%~18.92%。几种矿物材料对土壤Cd形态的影响均以酸提取态和残渣态的变化较为明显,酸提取态Cd比例降低3.27%~8.68%,残渣态Cd比例升高1.35%~4.75%,添加海泡石和钠基膨润土处理的变化更为突出。小白菜地上部和根部Cd含量随矿物材料用量的增加而降低,分别较对照降低16.03%~42.95%和20.69%~50.34%,海泡石、钠基膨润土和石灰的降低效果更好。值得注意的是,除海泡石和钙基膨润土外,施用钠基膨润土、汉白玉和石灰在降低小白菜Cd含量的同时亦可造成其地上部生物量的显著降低。     

水分和碳酸钙对土壤Cd形态的影响

采用室内连续培养的方法,研究了不同水分条件下,不同用量CaCO3对土壤Cd形态的影响.结果表明:在持续淹水、70%田间持水量及干湿交替条件下,施用不同量CaCO3均明显降低了土壤中可交换态Cd含量,其作用顺序是:CaCO3用量0.4%＞0.2%＞0.1%;而Cd的碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态均增加,其中碳酸盐结合态Cd的增加趋势为CaCO3 0.4%＞0.2%＞0.1%.     

Cd污染对3种类型土壤酶活性及Cd形态分布的影响

【目的】认识3种类型土壤酶活性对Cd污染的响应特征,以及Cd形态分布受土壤类型的影响。【方法】采用室内培养的方法,向紫色土、冲积土和黄壤中添加1、20、50 mg/kg外源Cd模拟不同程度镉污染,测定土壤关键酶活性及Cd的形态分布特征;【结果】Cd污染均抑制了3种土壤的蔗糖酶活性,伴随污染的加剧,抑制作用更显著,尤其是冲积土;Cd污染对冲积土脲酶活性有显著的激活作用;3种土壤的酸性磷酸酶对Cd污染的响应表现出"低促高抑的效应";随土壤中Cd2+浓度的增大,冲积土的碱性磷酸酶活性降低,其余两种土壤的碱性磷酸酶没有显著变化。Cd污染处理下,紫色土中Cd的形态分布均表现为:可还原态残渣态可氧化态弱酸提取态。黄壤和冲积土在1 mg/kg时,Cd的各形态分布为:弱酸提取态残渣态可氧化态可还原态;随着Cd含量的增加,冲积土和黄壤中弱酸提取态Cd和可还原态Cd的比例有较大幅度的增加,残渣态Cd的比例下降。【结论】紫色土和黄壤中的土壤酶活性受到Cd污染影响较小,冲积土的酶活性受到的影响较大;冲积土和黄壤在受污染后土壤中的Cd容易被植物吸收,生态安全存在更大的隐患。     

施用凹凸棒石对Cd污染农田土壤养分的影响

为研究凹凸棒石黏土矿物对Cd污染农田土壤的影响,以及对植物吸收Cd的阻控作用,通过大田试验,以凹凸棒石作为化学修复剂,以Cd污染土壤为研究对象,研究了凹凸棒石修复Cd污染土壤的效果以及对作物吸收Cd的影响。结果表明:适量添加凹凸棒石对土壤速效养分无显著影响,但过量施用时(1.25 kg·m~(-2)),导致土壤碱解氮、有效磷含量分别降低6.76 mg·kg~(-1)和7.34mg·kg~(-1);添加凹凸棒石会显著提高土壤pH和CEC含量,凹凸棒石添加1.25 kg·m~(-2)时,土壤pH最高可增加0.51个单位、CEC升高6.29 cmol·kg~(-1);添加凹凸棒石会显著降低土壤有效态Cd含量,随其添加量的增加有效态Cd含量最高可降低27.66%(添加量1.25kg·m~(-2));添加凹凸棒石能显著降低作物籽粒中Cd含量,添加量为1.25 kg·m-2时,油菜籽粒中Cd含量可降低35.19%,小麦籽粒中Cd含量可降低37.29%。由于凹凸棒石的过量施用会导致土壤肥力下降,因此,在耕种农田上利用凹凸棒石进行Cd污染的化学修复,一定要控制施用量和施用频次,在修复的同时尽量不要使土壤肥力水平降低。     

污泥农用对土壤中各形态重金属含量变化的影响

[目的]研究棕壤和褐土在施入工业污泥和生活污泥后,土壤中各形态Cu、Zn、Pb、Cd的含量变化情况。[方法]用污泥和土壤均匀混合的土柱来模拟实际土壤,对土柱进行7次淋洗后,测定土柱中0~10cm均匀混合层中各形态重金属的含量。[结果]在施入工业污泥和生活污泥后,土壤中重金属根据形态不同而具有各自不同的变化规律。[结论]重金属变化规律不仅与重金属各形态的迁移转化性质有关,还受污泥种类和土壤性质等多种因素的影响。     

城市污泥热解重金属Cd的形态变化机理

利用纯化合物CdS、CdCO3模拟污泥中重金属Cd的主要存在形式,在污泥的热解气氛下,对CdS、CdCO3进行加热处理,并对热解产物进行X-射线衍射分析,确定产物的组成,从而探究出污泥的热解时重金属Cd的形态变化机理。结果表明,Cd的硫化物在低于800℃热解时以稳定的形态存在于污泥中,而在高于900℃会分解形成Cd单质,其反应可以用以下式子表示CdS→Cd（g）＋S;镉的碳酸盐热解时发生了以下变化：CdCO3→CdO＋CO2,CdO＋硫化物（g）→CdS,其中硫化物是污泥热解过程中产生的,高温（〉800℃）热解时生成的CdS发生再分解。     

EGTA与有机酸联合施用对黄麻修复Cd污染土壤的影响

采用盆栽试验研究了柠檬酸(CA)和酒石酸(TA)分别与螯合剂乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)的配施对改进黄麻部分生理特性和Cd提取效率的影响。结果表明,EGTA与有机酸配施能促进黄麻光合色素的合成,增加抗氧化酶活性。各处理均提高了黄麻的株高、根长和各器官的干质量,T2E2处理的总干质量最大,为对照的2.69倍。EGTA与CA和TA的配施不同程度提高了黄麻各器官中的Cd含量和积累量,在E1C1处理中,黄麻具有最大的地上部Cd积累量643.02μg·plant-1。各处理地上部和地下部富集系数均有所提高,地上部增幅达1.30～2.14倍,地下部增幅达0.11～0.80倍。各处理的迁移系数分别较CK增加了0.64～1.66倍,其中,T1E2处理的迁移系数最高,达3.15。土壤净化率明显提高,在T2E2和C1E1处理中达最大值0.346%。综上所述,EGTA与TA或CA配施能显著改善黄麻对Cd的提取效率。     

施用污泥堆肥对土壤中Cu Zn形态分布的影响研究

采用小区试验区连续提取方法,研究了施用污泥堆肥后土壤中Cu,Zn的形态分布状况,影响因素,各形态之间的关系,以及在土壤中的累积.结果表明①施用污泥堆肥后土壤中的Cu,Zn有效态含量和其他各形态含量均有所增加,且其增加程度随污泥堆肥施人最的增加而增加;②各处理土壤中Cu的各种形态的关系为残渣态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞可交换态＞碳酸盐结合态,其中可交换态Cu对生物有效态Cu的贡献是主要的;土壤中的Cu大部分以不能被植物利用的残渣态形式存在;在Zn的各形态中残渣态占绝大部分,其次为铁锰氧化物结合态,碳酸盐结合态和有机结合态次之;③不同蔬菜地土壤中Cu,Zn的累积有很大差异.生菜地土壤中Cu的累积高于油菜地土壤,油菜地土壤中Zn的累积高于生菜地土壤.     

城市污泥与稻草堆肥的腐熟度指标研究

采用翻堆方式将稻草与未消化城市污泥进行堆肥,测定常见几种化学和生物参数的变化,探讨其作为腐熟度指标的可行性。结果表明,(C/N)终点/(C/N)起始比值和铵态氮可作为堆肥腐熟度的指标,当(C/N)终点/(C/N)起始小于0.6和铵态氮浓度低于400mg·kg-1时,堆肥基本腐熟。水溶性有机碳与水溶性铵态氮之比值也可作为堆肥腐熟度的新的复合指标,当比值大于9时,堆肥基本腐熟。挥发性固体重、C/N、pH及NO3--N与堆肥原料有关,只可作为参考。     

粉煤灰钝化污泥对土中总氮·总磷和重金属含量的影响

[目的]研究粉煤灰对土中的总氮、总磷和重金属含量的影响。[方法]在土壤中分别添加质量浓度为1%、3%的混有不同比例粉煤灰(2%、5%、10%、15%)的污泥。[结果]与对照相比,施用1%和3%污泥增加了土中TN、TP含量,其增幅分别为6.74%～30.29%和3.81%～32.67%,粉煤灰的加入量对其增幅无明显的影响;污泥施用增加了土中Cu、Zn、Pb、Ni和Cr的含量,投加粉煤灰在污泥低用量(10 g/kg)时未表现出明显的重金属钝化作用,而在高用量(30 g/kg)时表现出对Ni和Pb的钝化。[结论]施用污泥可增加土中TN、TP含量,但粉煤灰对其无明显影响;污泥施用增加了土中重金属的含量,投加粉煤灰在污泥高用量时表现出对Ni和Pb的钝化。     

粉煤灰、城市污泥、尾矿砂配施用于无土排岩场生态修复人工土壤的持水性能研究

通过模拟降雨及降雨后自然条件下的土壤表面水分蒸发,对粉煤灰、城市污泥及采自于铁矿山上的尾矿砂以不同比例配比用于无土排岩场生态修复人工土壤的持水性能进行了研究.结果表明,在不同配比的人工土壤中,粉煤灰与污泥比例为1∶2的处理(Ⅳ)蓄水能力最强,饱和含水率比对照高11%,但持水能力较低;随着污泥配施比例的增加,人工土壤的蓄水能力和持水能力都在增强(Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ),但当污泥与粉煤灰的配比达到2∶1时,人工土壤的持水能力却出现下降趋势;添加了尾矿砂的处理Ⅴ(粉煤灰∶污泥∶尾矿砂=2∶1∶1),蓄水能力较低,但持水能力在所有处理中却最强.从总体能力上评价,粉煤灰与污泥配比为1∶1的处理Ⅲ的持水和蓄水能力都较平衡稳定,性能最优,其次为粉煤灰与污泥配比为2∶1的处理Ⅱ.     

施用污泥堆肥对土壤环境及高羊茅生长的影响

以上海曲阳水质净化厂潮汛堆肥为研究对象,采用盆栽和土柱模拟的方法研究了污泥堆肥土地利用对土壤环境和植物生长的影响.结果表明,污泥堆肥和滩涂土混配后可降低土壤pH值,提高土壤养分含量,增加高羊生物量,同时也增加了土Pd、 Cu 和Zn 3种重金属元素含量,但各混合土壤中重金属含量均远低于土壤环境质量Ⅱ类标准.另外以,污泥配土壤基本不存在病原菌散的风险;土柱渣滓试验表明,污泥堆肥用比例只要控制在10%时,不会导致地下水NO3-N和重金属含量超过地下水Ⅱ类标准.综上,污泥堆肥施用比例只要控制在10%以内,可安全进行土地利用.     

污泥和矿化垃圾对土壤性状及黑麦草生长的影响

通过盆栽试验研究了不同用量污泥和矿化垃圾对黑麦草生长的影响。结果表明,施用量5%、10%的污泥能显著提高黑麦草生物量及促进根系生长,作为栽培介质施用量在25%~100%的矿化垃圾能显著提高黑麦草生物量及促进根系生长,且矿化垃圾用量越大,地上、地下部生物量也越大。污泥和矿化垃圾还可降低土壤pH,增加土壤有机质、速效氮、磷含量。用污泥和矿化垃圾作为绿化植物栽培介质,即找到了2种废弃物的出路,又可降低绿化植物的栽培和养护成本,是一条经济可行的途径。     

城市污泥中的重金属形态及其对潮土酶活性的影响

采用盆栽土培试验，研究了城市污泥的施用对土壤肥力及酶活性的影响。结果表明：城市污泥中的重金属主要以非交换态存在，污泥的施用能提高土壤中的重金属含量；污泥的施用可以明显提高土壤肥力，增加土壤中脲酶，多酚氧化酶及中性磷酸酶的活性。经过两季作物的污泥施用未发现严重的土壤重金属污染。     

未消化城市污泥与稻草堆肥过程中的养分变化研究

采用静态强制通气堆和人工机械翻堆两种试验方式对城市污泥进行堆肥处理,对堆肥过程中养分的变化规律进行了研究。结果表明,堆肥过程中全量P和全量K含量呈线性上升,氮由于以氨气形式挥发损失,全氮含量的上升幅度较小。有效磷含量在堆肥前期上升,后期则下降;速效钾含量呈不断上升趋势;水溶性全氮、铵态氮、硝态氮、有机氮和水溶性全磷、正磷酸盐形态磷、水溶性有机磷的含量在堆肥初期上升,但后期下降。污泥稻草堆肥的时间以50d左右为宜。     

污泥堆肥土地利用对树木生长和土壤环境的影响

以沈阳北部污水处理厂污泥为研究对象,开展了污泥堆肥土地利用对树木生长及土壤环境影响的研究。结果表明,污泥堆肥不同处理与对照树高相比,增加了11%～25%,地径粗增加了19%～50%,加速了树木生长,缩短了木材的生长循环,增加了木材产量。污泥土地利用不但提高了土壤中N、P及有机质含量,同时明显增加了土壤中Cd元素的含量,不同处理土壤Cd含量比对照增加了12.95%～154.48%,土壤Pb、Cu、Zn含量变化甚微。     

塿土施污泥对小麦生长的影响研究

土施污泥对小麦干物质增重为１６．２％～７４．２％。污泥施量＜２％土重时，对小麦苗期生长无任何不良影响，植株茎叶中Ｃｕ，Ｐｂ，Ｃｄ含量均与对照相近，Ｚｎ，Ｎｉ略高于对照，但亦在正常范围之内；污泥施量＞２％土重时，小麦地上部分虽然生长正常，但根系生长受到明显抑制，植株体内重金属含量明显增加，其分布为根系＞茎叶。Ｚｎ、Ｃｕ在茎叶中累积能力较强，Ｐｂ，Ｎｉ主要聚积在根系里。土施污泥量以２％土重（折合４５ｔ／ｈｍ￣２）生物效应最佳。