土壤－植物系统中多环芳烃和重金属的行为研究

对土壤中多环芳烃和重金属的行为研究表明,与对照相比,０—２０ｃｍ以上表土层存在多环芳烃和重金属积累,２０ｃｍ以下土层未发现积累;与春、秋两次采样结果相比,土壤中多环芳烃的含量有所下降,表明土壤微生物对多环芳烃有一定降解作用,且其降解程度与土壤－植物系统的生态结构有关．菲在地下水中检出浓度较高,表明这一污染物有向下迁移的可能性．此外,柳树对土壤中重金属Ｃｄ的积累有明显的削减与净化作用．本研究表明,严格限制污水中多环芳烃和重金属的污染负荷以及设计合理的生态结构是避免多环芳烃和重金属在土壤中积累的关键．     

草坪修复污泥中重金属的研究与应用

植物修复凭借低成本和环境友好的优点,在土壤修复中担任着至关重要的角色。将营养成分高且产量巨大的市政污泥用于园林栽培基质,不仅可以降低其处置成本,还可通过植物修复降低其重金属风险。本文对污泥中重金属的含量地域分布与形态特征、草坪草的生长特性及其对重金属的富集特征进行了论述,探讨了草坪富集重金属的影响因素,为污泥资源化以及后期草坪草修复土壤重金属提供技术支撑,对深入研究污泥中重金属修复及污泥的资源化利用具有指导意义。     

污泥堆肥混合基质对香彩雀生长开花的影响及植物适应性评价

采用盆栽试验,研究了以城市污泥堆肥为主要原料的基质对观花植物香彩雀(Angelonia salicariifolia Humb.)生长和开花特性的影响,并采用熵权系数与TOPSIS集成评价法综合评价了不同基质对香彩雀的生长适应性。结果表明,经过60 d高温好氧堆制的污泥堆肥,以不同体积比与泥炭、河沙混配成的栽培基质容重和EC值比研究区的林地赤红壤低,pH值和养分含量更高。污泥堆肥混合基质栽培的香彩雀营养生长和生殖生长均优于土壤栽培,其中株高比后者增加29%~61%,分枝数增加27%~67%,鲜重增加17%~88%,干重增加4%~50%,开花时间提前2~16 d,花朵数增加49%~220%,花期延长8~22 d,花朵畸形率降低1%~5%,对氮、磷、钾的吸收能力显著提高。试验中各种污泥堆肥混合基质均适合香彩雀生长,熵权系数与TOPSIS集成评价结果显示,在所研究的污泥堆肥基质中,污泥堆肥:泥炭:河沙体积比为5∶3∶2的基质植物适应性最强,纯污泥堆肥植物适应性相对较差,但优于土壤。将污泥堆肥作为基质主要成分用于花卉生产,既可提高花卉质量,降低成本,又能消耗大量污泥,是城市污泥资源化处置和利用的重要方向。     

北方地区铁矿废弃地基质改良及植被恢复技术

北方地区铁矿围岩硬度大,采选后形成大面积立地条件恶劣的排岩场。该类废弃地主要由砂砾组成,粉砂含量占比99%左右,持水保肥能力差,养分贫瘠。通过添加城市生活污泥、粉煤灰及黏土配比的人工基质进行矿地土壤改良。结果表明:人工基质中总氮含量为4.37~6.60 g·kg~(-1),有效磷、有效钾含量也属于高肥力水平,且重金属Zn、Ni、Cr、Mn和Hg含量低;采用鱼鳞坑模式种植乔灌木刺槐与棉槐,生长2年后,植株茎干、根系生长迅速,周围有大量草本植物出现,植被盖度显著增加;矿渣中重金属主要富集在植物根部,且随着生长时间的增加,向地上转移的量越来越少;在铁矿排岩场植被恢复2~3年后,废弃地肥力及养分的补充是制约其恢复效果的关键。     

表施和混施污泥对团花根系生长的影响

林地利用被认为是污泥资源化利用的重要方式,但施用污泥对林木根系生长的影响报道较少。本研究通过根箱试验,分析表施和混施10%污泥对速生树种团花不同土层根系形态、土壤pH值和电导率动态变化及根系重金属含量的影响,并拟合土壤pH值、电导率和根系重金属含量与根长的关系。结果表明: 与不施污泥(对照)相比,混施污泥显著抑制了团花根长、根表面积和根体积增长,混施污泥120和240 d后,0～20 cm土层总根长分别为不施污泥的76.9%和67.4%;表施污泥对团花根长和根表面积的影响不显著,但显著提高了根体积。混施污泥显著提高了土壤pH值和电导率及根系重金属含量,混施污泥0～20和20～40 cm土层根系镉含量分别是不施污泥的11.5和10.0倍。线性回归拟合分析显示,不同处理0～20 cm土层的电导率与根长均呈显著负相关;表施和混施污泥根系镉含量与根长呈极显著负相关。上述结果表明,混施污泥抑制了团花根系生长,这可能是由于混施污泥提高了土壤电导率和根系镉含量所致,而表施污泥对团花根系生长的作用不明显。     

蚯蚓作用下污泥重金属形态变化及其与化学生物学性质变化的关系

城市污泥处理是一项世界性难题,污泥农业利用是其最简单有效的资源化利用方式之一,但污泥中较高的重金属含量限制了其实际推广应用,利用蚯蚓-超富集植物联合修复污泥重金属的方法已引起国内外研究者的关注。以新鲜城市脱水污泥为研究对象,接种赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)进行室内培养试验,系统研究蚯蚓作用下污泥重金属形态的变化,及其与污泥氧化还原条件、化学和微生物性质变化的关系,以期为蚯蚓-超富集植物联合修复技术在污泥重金属处理中的应用提供理论依据。结果表明,试验前期蚯蚓在污泥中能正常生长和存活,前20 d总生物量增加了52%。蚯蚓可以显著促进污泥中的Cu、Zn、Cd、Ni等重金属从残渣态和铁锰态等稳定形态向交换态和水溶态等有效形态转化。还可以显著降低污泥中还原性物质的含量,减缓p H值下降速度,降低总有机碳含量,促进铵态氮向硝态氮转化,减少污泥微生物的数量并增加其种群活性。蚯蚓作用下,污泥中重金属的活化程度与还原性物质的含量呈显著负相关,而与微生物种群的活性呈显著正相关(P0.05)。综上所述,蚯蚓可以促进污泥重金属的活化,并改善污泥的肥力条件,为修复植物在污泥中的正常生长和对重金属离子的快速吸收提供有利条件。     

中国城市污泥土地利用关注的典型有机污染物

污泥土地利用是国内外城市污泥主要的处置方式之一,而污泥中的有机污染物是污泥土地利用的限制性因素之一.本文分析了国内外城市污泥中有机污染物的浓度和研究现状,针对我国国情,认为多环芳烃(PAHs)是城市污泥中一种常见的有机污染物,总含量一般在1 ～ 10 mg·kg-1,有的因污水来源复杂而超过了100 mg·kg-1;壬基苯酚(NP/NPE)在我国污水处理厂污泥样品中均有检出,浓度在1～128 mg·kg-1.污泥园林绿化、林地利用、土壤改良等将是今后主要的利用方向,要实现污泥安全、环保的土地利用,多环芳烃(PAHs)和壬基苯酚(NP/NPE)将是主要考虑的典型有机污染物.     

城市污泥堆肥对栽培基质保水能力和有效养分的影响

盆栽试验表明 ,城市污泥堆肥不仅可以明显提高栽培基质的有效氮、磷含量 ,而且可以增强栽培基质的保水性能和植物的抗旱能力 ,但是栽培基质的萎焉点也随着其用量的增加而增高。因此 ,从保证植物水分供应的角度考虑 ,虽然可以大量地使用城市污泥堆肥 ,但是其用量并不是越多越好 ;当用量超过 75 %时 ,继续增加城市污泥堆肥的比例 ,则植物的吸水能力反而会略有下降。从养分供应和保水性能等角度综合考虑 ,采用经过堆肥化处理的城市污泥作为植物栽培基质 ,是城市污泥资源化和无害化的可行途径     

城市污泥堆肥对栽培基质保水能力和有效关效养分的影响

盆栽试验表明,城市污泥堆肥不仅可以明显提高栽培基质的有效氮、磷含量,而且可以增强栽培基质的保水性能和植物的抗旱能力,但是栽培基质的萎焉点也随着其用量的增加而增高,因此,从保证植物水分供应的角度考虑,虽然可以大量地使用城市污泥堆肥,但是其用量并不是越多越好;当用量超过75％时,继续增加城市污泥堆肥的比例,则植物的吸水能力反而会略有下降,从养分供应和保水性能等角度综合考虑,采用经过堆肥处理的城市污泥作为植物栽培基质,是城市污泥资源化和无害化的可行途径。     

海口城市地表水体重金属的空间分布特征及环境质量评估

城市地表水中重金属污染备受关注。通过研究海口市地表水体6 种重金属(Cd、Cu、Ni、Pb、Zn 和As)的空间分布特征, 并采用中国水体环境质量标准对水体环境质量进行评估。结果表明, 海口城市地表水体中重金属平均含量分别为Cu 7.4 μg·L–1、Pb 0.1 μg·L–1、Zn 15 μg·L–1、Cd 0.52 μg·L–1、As 2.6 μg·L–1 和Ni 7.0 μg·L–1。海口市地表水体重金属As、Cu、Ni 的含量受水体pH、温度和电导率的影响。从空间分布来看, 海口市区水体中Cu、Ni 元素含量明显低于周边水体, 其他重金属空间分布无明显规律。从水体质量评估结果来看, 海口城市地表水体重金属含量均符合中国水质标准(GB 3838-2002)I 类水质的限值规定。     

Use of composted sewage sludge in growth media for broccoli

In this study, the use of composted sewage sludge (CSS) as a binary component with peat (P) in growth media for a horticultural crop, broccoli (Brassica oleracea var. Botryti cv. Marathon), was evaluated. Four treatments were established, based on the addition of increasing quantities of composted sewage sludge to peat (0%, 15%, 30% and 50%, v/v). Physical, physico-chemical and chemical analyses of the different mixtures of CSS and P were made. Plant growth, biomass production and macronutrient (N, P, K, Ca, Mg), micronutrient (Fe, Cu, Mn, Zn) and heavy metal (Pb, Ni, Cd, Cr) contents of plants were determined. The addition of CSS to P increased plant nutrient and heavy metal contents of plants and electrical conductivity (EC) and bulk density values of the substrates. The use of CSS did not affect the germination rate, even at 50% compost. For broccoli growth, the highest yield was obtained with the medium prepared by mixing the peat with 30% of compost; however, the mixture with the most sewage sludge compost (50%) had the greatest contents of macro and micronutrients.     

城市污泥土地利用研究

通过培养试验、盆栽试验和田间试验系统地研究了污泥的组分特征、性质及其农地和城市园林绿化地利用对作物或绿化灌木、土壤肥力及其环境的影响,结果表明,污泥富含有机质和氮磷养分,且养分当季有效性介于化肥农家肥之间。施用污泥将明显提高土壤肥力,表现改善土壤物理性质;增加土壤肥机质和氮磷水平,并增加土壤生物活性,因此施用污泥的处理作物产量较高,并有利于后茬作物的稳健生长。但污泥施用也存在重金属、病原物等污染     

Pollution Characteristics and Risk Assessment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Soils in Winter around Zhongyuan Oilfield,China

The degree of contamination with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soil samples in winter was determined. The contents of PAHs in samples were analyzed with HPLC. The PAHs contents of soil samples in winter around three different oily sludges from high to low represented the Third Wenming Plant of the oily sludge (3W), the Third Mazhai plant of the oily sludge (3M), and the Fourth Wener Plant of the oily sludge (4W), respectively. PAHs with 2–4 rings were major pollutants in oily sludge. Based on Nemero index P, the classification evaluation showed that soils around oily sludge were heavily polluted in winter. The health risk assessment and ecological risk assessment in soil in winter around oily sludge in Zhongyuan Oil Field was also analyzed.     

羊草草原植物-土壤之间主要营养元素动态的研究

羊草草原土壤中N、P、K含量的季节变化规律是生长季初期较高,6—8月生长旺季较低,生长季末再度升高。营养元素在植物体内的分配是地下部分大于地上部分。地下部分N的贮量为地上部分的3.6倍,K为2.9倍,P为2.8倍。地上部分3种元素含量的季节变化曲线呈单峰型,从生长初期开始上升,最大值出现在8月,生长末期逐渐下降。地下部分的季节变化规律,大体上在整个生长季内呈上升趋势,随着根系的生长,营养元素的积累量不断增加。对植物—土壤之间营养元素动态分析结果表明,随着时间的推移,N、P、K在各状态中的比例趋于恒定。在稳定状态下,3种元素在土壤中的比例逐渐减少,与初始量相比N、P、K的含量分别减少21.23%、5.14%和2.99%。在其它状态中,3种元素的含量均有提高,特别在枯枝落叶和死根中增加的幅度较大。     

城市污泥农用对植物-土壤系统的影响

城市污泥的合理处置是目前资源与环境科学研究领域中的重要课题之一.城市污泥因富含大量的有机质和有效营养成分,对农业土壤肥力、土壤物理结构和农业生产均有一定的积极促进作用,使得污泥农用成为可能.但城市污泥中含有的重金属、有机污染物等有害物质尤其是重金属,成为污泥农用处置的瓶颈.为提高我国城市污泥的农业资源化利用效率和减少污染物造成的负面效应,本文就国内外施用城市污泥对植物-土壤互作系统的影响及过程进行了综述,为进一步提高污泥利用效率提供理论依据和科学指导.     

Growth of Jatropha curcas on heavy metal contaminated soil amended with industrial wastes and Azotobacter. A greenhouse study

The aims of the study were to evaluate the effect of organic wastes (biosludge and dairy sludge) and biofertilizer (Azotobacter chroococcum) on the planting conditions of Jatropha curcas in metal contaminated soils. Results showed that the plants survival rate in heavy metal contaminated soil increased with addition of amendments. Treatment T6 (heavy metal contaminated soils+dairy sludge+biofertilizer) observed to be the best treatment for growth (height and biomass) as compared with the treatment T5 (heavy metal contaminated soils+biosludge+biofertilizer). In addition, organic amendments provided nutrients such as carbon, N, P and K to support plant growth and reduced the metal toxicity to plant. The present study showed that metal contaminated lands/soils could be suitably remediated by adapting appropriate measures.     

污泥堆肥对黄梁木幼苗生长和元素吸收的影响

污泥含有丰富的有机质和植物所需的营养元素,将污泥堆肥后用作苗木栽培基质逐渐成为新型的污泥生态化处置途径.通过7个月的盆栽试验,研究污泥堆肥不同添加量,即0%(CK)、25%(T₁)、50%(T₂)、75%(T₃)、100%(T₄)对黄粱木幼苗生长及营养元素和重金属吸收的影响,以及栽培后基质中元素变化特征.结果表明: 污泥堆肥添加量对黄梁木生长有显著影响,纯污泥(T₄)中黄梁木苗木不能正常生长,移栽两周后植株全部死亡,而T₁、T₂和T₃处理则显著增加了黄梁木株高、地径和总生物量,其中,T₂处理效果最佳,3个生长指标均显著高于其他处理;T₂、T₃处理显著促进黄梁木对N、P、K以及重金属(Cu、 Zn、Pb、Cd)的吸收,而T₁处理仅对N和Pb吸收有显著促进作用;同一处理条件下,黄梁木对污泥堆肥重金属吸收能力表现为Zn>Cu>Pb>Cd.盆栽试验结束时,污泥混合基质中有机质,以及N、P、K含量较高,但仍残留一定量重金属,不过均低于农用污泥污染物控制标准,具有再次利用的价值.     

Toxic effects of digested, composted and thermally-dried sewage sludge on three plants

In order to evaluate potential toxic effects of stabilized sewage sludge that are currently applied to agricultural soils, three types of municipal sewage sludge and one pig slurry were subjected to phytotoxicity assays using three plants (Brassica rapa, Lolium perenne and Trifolium pratense). Equivalent batches of aerobically and anaerobically-digested sludge (F) from two municipal wastewater treatment plants, were composted (C) or thermally dried (T). In addition, one anaerobically-digested and thermally-dried pig slurry (P) was tested. A seedling growth test was performed in accordance with the OECD Guideline 208A, using seed emergence and shoot length as endpoints to identify the inhibition of plants growing in increasing doses of sludge. A correlation analysis between EC50 and physico-chemical parameters or the pollutant burden of the biosolids was also calculated. In all tests, lower germination rates were observed for T. pratense than for L. perenne and B. rapa. A moderate stimulatory effect on shoot length at low doses was observed for the three plants. In these wastes, a strong positive correlation was found between higher values of EC50 (less toxicity) and the stability degree of their organic matter, and a negative correlation between EC50 and total N, hydrolysable N or NH4-N content. No correlations were found with heavy metal or organic pollutant content in those wastes. Results indicate that digested sludge, thermally-dried sludge and thermally-dried pig slurry have non-negligible short term phytotoxic effects, and confirm that composting is an effective sludge treatment for the reduction of phytotoxicity.     

添加污泥对尾矿砂理化性质及香樟生理特性的影响

以香樟作为指示植物,选取黄岩、临海和路桥地区污水处理厂污泥,将污泥与尾矿砂按(污泥质量比例为0%对照、25%、50%和75%)配比进行栽培试验。测定添加污泥对尾矿砂理化性质以及香樟生理特性的影响。结果表明:随着污泥比例的增加,混合基质中的有机质、全氮、全磷明显增加,pH值明显降低,离子交换量明显减少,Cu和Cd总量明显增加,而Pb总量明显减少,Zn总量没有明显变化,Cu、Cd和Zn的DTPA提取量明显增加,而Pb的DTPA提取量明显减少。黄岩和临海污泥在25%和50%比例时,香樟叶和茎的生物量和叶绿素含量明显增加,而根的生物量没有明显变化,在75%比例时,生物量和叶绿素含量均明显减少;而添加路桥污泥使香樟叶、茎和根的生物量和叶绿素含量明显减少。丙二醛含量则与生物量和叶绿素含量呈现相反的变化特征。黄岩和临海污泥在25%和50%比例时,根和叶的Cu、Cd、Pb和Zn含量明显减少,在75%比例时,Cu、Cd和Zn含量则明显增加;而添加路桥污泥使叶和根的Cu、Cd和Zn含量明显增加,Pb含量明显减少。研究表明添加污泥提高了尾矿砂的养分含量,同时改变了其重金属组成,对污泥重金属含量和有机质组成的监控可以准确地预测污泥改良后尾矿砂对植物毒性的变化。