堆肥处理对污泥腐殖物质形态及其重金属分配的影响

采用透析、凝胶色谱 (SephadexG 75 )研究了污泥堆肥前后腐殖质分子大小的变化及重金属Cu和Zn在各级组分中的分配。透析结果表明 ,污泥经过堆腐以后 ,腐殖质中小分子物质 (<10 0 0Da)组分的含量下降 6 4 % ,而相对高分子组分 (>2 5 0 0 0Da)却增加了 6 8%。凝胶色谱进一步证实 ,污泥经过 4 9d堆腐后 ,腐殖质中大于 2 0 0 0KDa的大分子组分是堆肥起始时的2 3倍。而小分子组分明显减少 ,表现在小分子组分的凝胶洗脱体积明显减少。堆肥腐熟以后 ,腐殖质吸附的Cu、Zn元素含量增加 ,其中Cu主要被吸附在大分子物质上 ,而Zn主要与小分子物质结合     

株洲工业区土壤重金属污染与蚯蚓同工酶的研究

用聚丙烯朊胺凝胶圆盘电泳法对蚯蚓酯酶及过氧化物酶同工酶进行比较研究,结果表明,重金属在蚯蚓体内富集量随污染程度增加而上升,重污染区为中污染区的２．２７倍,为轻污染区的７．３０倍,重污染区Ｃｄ、Ｐｂ、Ａｓ在蚯蚓体内分别达到４７．３、３５．２、１６．３２μｇ．ｋｇ＾－１。其秩相关系数（ｒ５）〉０．６６－０．７７。蚯蚓酯酶同工酶酶带减少,酶活性降低,而其过氧化物酶酶带和酶活性有所增加。     

模拟酸雨对污泥堆肥中重金属形态转化及其环境行为的影响

通过模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨（pH=5．0和2．9）作用下污泥堆肥中Zn、Cu和Ni的溶出和迁移性。分析了酸雨对重金属形态分布规律的影响。结果表明,在相同酸雨强度下,淋出液中重金属含量与其在土柱中迁移距离大小次序为Zn〉Cu〉Ni;重金属在相同深度的土层中含量大小次序为Zn〉Ni〉Cu。淋溶液pH的降低和污泥堆肥施加比例的提高均会增加重金属在淋出液和土柱中的含量,但不影响重金属在土柱中的迁移距离。土壤酸化会促使土壤中重金属形态向活性形态转化,而且迁移距离增加。     

土壤重金属污染对蚯蚓的急性毒性效应研究

测定了草甸棕壤条件下 ,Cu、Zn、Pb、Cd单一 /复合污染对蚯蚓的急性致死及亚致死效应 .结果表明 ,Cu、Pb浓度与蚯蚓死亡率显著相关 (α=0 .0 5 ,RCu=0 .86 ,RPb=0 .87) ,Cu浓度与生长抑制率显著相关 (α=0 .0 5 ,RCu=0 .84) ,其他供试重金属浓度与蚯蚓死亡率和生长抑制率相关性不显著 .蚯蚓个体对重金属毒性的耐受程度差别较大 .其毒性阈值 (引起个体蚯蚓死亡浓度 )分别为 :Cu 30 0mg·kg-1,Zn 130 0mg·kg-1,Pb 170 0mg·kg-1,Cd 30 0mg·kg-1.LC50 分别为 :Cu 40 0～ 45 0mg·kg-1,Zn15 0 0～ 190 0mg·kg-1,Pb2 35 0～ 2 40 0mg·kg-1,Cd 90 0mg·kg-1.在Cu、Zn、Pb、Cd单一污染引起 >10 %蚯蚓死亡的浓度下 ,复合污染导致 10 0 %蚯蚓死亡 ,表明复合污染极强的协同效应 .     

重金属对蚯蚓胃肠道上皮细胞超微结构损伤的研究

重金属污染区的白颈环毛蚓（Ｐｈｅｒｅｔｉｎｅｃａｌｉｆｏｒｎｉｃａ）胃肠道粘膜上皮细胞损伤的透视电镜观察,结果表明,重金属的轻污染区以及中,重污染区的新蚯蚓胃肠道粘膜上皮细胞均发生了不同程度的损伤,表现为上皮细胞的核周腔扩大,甚至解体, 时可见一线粒体肿胀,凝聚及线粒体嵴消失呈空泡变,高尔基复合体,内质网扩张,溶酶体增生,这些病变随污染程度的不同而不同,重污染区比轻污染要严重。     

污泥施用下团花与鹅掌藤鲜叶和凋落叶重金属变化

该研究通过单种鹅掌藤(Schefflera arboricola)、单种团花(Neolamarckia cadamba)和混种团花与鹅掌藤的大根箱实验,跟踪分析表施2%(W/W)污泥后3个月(2020年9月、10月和11月)的鲜叶和凋落叶Cu、Zn、Cd和Hg含量以及凋落叶产量变化,分析鲜叶与凋落叶重金属含量关系以及凋落叶重金属回归量变化。结果表明:(1)污泥施用下团花鲜叶和凋落叶Cu含量均显著高于鹅掌藤,而Zn和Cd含量均显著低于鹅掌藤。(2)鹅掌藤鲜叶Zn含量在11月最低,而Hg含量在11月最高。(3)单种和混种团花鲜叶Zn、Cd和Hg含量在11月最高。(4)混种的团花凋落叶Hg含量随污泥施用时间延长而显著增加,而Cu、Zn和Cd含量变化不明显。(5)9月和11月鹅掌藤鲜叶Cd含量均与凋落叶Hg和Cd含量显著正相关。(6)鹅掌藤和团花凋落叶产量及Cu、Zn、Cd和Hg回归量分别在污泥施用1个月后(9月)和2个月后(10月)最高。综上所述,污泥施用时间对团花和鹅掌藤的鲜叶重金属含量影响较大,而对凋落叶重金属含量影响较小; 鹅掌藤鲜叶Cd含量与凋落叶Cd和Hg含量存在正相关; 鹅掌藤和团花分别在污泥施用1个月后(9月)和2个月后(10月)凋落叶重金属污染风险较高。该研究为污泥园林利用和凋落叶的合理处置提供了借鉴。     

施用污泥对土壤重金属形态分布和生物有效性的影响

采用盆栽技术和BCR连续浸提法研究了污泥的添加对土壤Cd、Pb、Cu和Zn形态分布的影响及重金属在黑麦草-施污泥土壤中迁移转化规律.结果表明:污泥的添加使土壤中生物有效态的Cd和Zn含量显著增加,生物有效态Pb含量显著降低,残渣态Pb的比例较CK增加了33.3％～74.5％,而可交换态和可还原态Cu含量在污泥与土壤添加比为1∶1时,仅占总量的0.7％和0.2％.污泥的添加能促进黑麦草对Cd、Cu和Zn的吸收,抑制对Pb的吸收.多元线性回归分析结果表明,黑麦草体内Cd、Zn和Cu含量分别与土壤中可还原态Cd、Zn和可氧化态Cu含量存在正相关,草体中Pb的含量则受土壤中可交换态和可氧化态Pb含量共同影响.种植黑麦草后根际土中可氧化态Cd和Cu分别向可交换态Cd和残渣态Cu转化,可交换态和可还原态Zn向可氧化态Zn转化,Pb的生物有效性基本未受影响.     

蚯蚓在重金属污染土壤生物修复中的应用潜力

综述了不同生态类型的蚯蚓的特性及其土壤生态功能;总结了其对土壤重金属富集和有效性的作用及影响重金属活化的机理,并指出目前相关的生物化学机理研究的不足及其未来研究方向.同时,文章针对蚯蚓在农业和环境领域的应用现状,提出其应用于重金属污染土壤的植物提取技术的可能性,在未来工作中应加强真实污染土壤室内模拟和田间试验研究,进一步探索筛选和繁育本地蚯蚓品种以及添加有机物等相关技术.     

城市污泥复合肥的肥效及其对小麦重金属吸收的影响

通过盆栽和大田试验,初步探讨了污泥复合肥种植小麦的肥效及其对小麦重金属吸收的影响。试验结果表明,污泥复合肥对小麦的增产效果和土壤的增肥效果明显优于化肥,等同于市售复合肥,它能促进植株生长发育,提高小麦产量,对土壤速效养分的积累有明显的促进作用;污泥复合肥处理的小麦籽粒中重金属Cu、Zn、Pb、Cd的含量均在国家食品卫生标准范围内。     

污水污泥土地投放重金属的环境效应研究进展

本文综述了污水污泥土地投放中重金属的环境效应研究方面的进展,重点就污水污泥土地投放中对植物生长的影响、对土壤微生物、土壤酶及昆虫生长的影响、重金属向地下水中的迁移情况、重金属在土壤中的生物活性变化及其影响因素、污水污泥土地投放后重金属的长期变化及土壤修复剂对重金属毒性的控制等方面的研究进展进行综述。     

构树的污泥适应性及养分和重金属吸收累积特征

构树是我国重要速生经济树种,具有适应性强、生物量大和重金属富集能力强等优点,而污泥中含有大量养分和重金属,在污泥中种植构树有望同时实现污泥生态修复和构树资源生产。本研究通过盆栽试验,分析在对照(赤红壤)、50%污泥(污泥、赤红壤混合基质,重量比各50%)和100%污泥基质中构树生长及不同部位(根、茎、叶)养分和重金属吸收累积特征,并通过主成分分析和隶属度函数对吸收累积能力进行综合评价。结果表明: 构树在50%和100%污泥中均可正常生长且株高、生物量显著高于对照,在100%污泥中长势最好,质量指数(1.02)分别是对照和50%污泥处理的4.3和2.4倍。50%和100%污泥处理构树各部位N含量和茎P含量显著高于对照,100%污泥处理构树茎、叶K含量显著低于对照。构树对Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的吸收部位以根为主,根系重金属含量与污泥比例呈正相关,叶Pb、Cd含量符合《饲料卫生标准》(GB 13078—2017)。构树对Cd的吸收累积效果好于其他重金属元素。与对照相比,50%和100%污泥处理构树根部Zn、Pb、Cd滞留率显著提高(57.8%~85.8%),100%污泥处理构树根部Cu、Ni滞留率显著提高(67.5%和74.8%)。污泥处理全株养分和重金属累积量均显著大于对照,其中100%污泥处理显著大于50%污泥处理。与50%污泥处理相比,100%污泥处理构树各部位及全株养分和重金属累积量大幅提高。不同处理下构树污泥适应性和元素吸收累积的综合评价得分为100%污泥(0.848)>50%污泥(0.344)>对照(0.080)。构树对污泥具有良好的适应性,在纯污泥中能够正常生长并具有较强的吸收累积养分和重金属能力,可在修复污泥的同时进行构树资源生产。     

重金属污染土壤的湿地生物修复技术

生物修复技术是近年来发展起来的一种有前途的污染治理技术,重金属的湿地植物稳定技术和植物萃取技术等植物修复技术是一研究热点;同时,针对微生物对重金属的生物积累、生物转化及生物修复作一分析,重金属的生物修复生理机制及其提高富集效率的条件作一综述,以期推动国内这一国际热点领域的研究。     

赤子爱胜蚓和毛利远盲蚓对添加造纸污泥土壤的化学和生物学特征的影响

将赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)和毛利远盲蚓(Amynthas morrisi)接种于混合15%造纸污泥的旱地土和水稻土中,研究不同蚯蚓对不同混合污泥土壤的化学和生物学性状的作用。主成分分析结果显示蚯蚓对混合污泥土壤化学和生物学性质影响与土壤类型和蚯蚓种间差异密切相关(P0.05)。方差分析结果显示:(1)在混合污泥旱地土处理中,与对照相比,E.foetida处理的混合污泥土壤pH和Eh分别显著降低了0.22和13个单位(P0.05),有机碳和微生物量碳含量,以及过氧化氢酶,N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别降低了22.8%、43.8%、12.4%、48.4%、44.0%和40.7%(P0.05),而荧光素二乙酸酯酶活性增加了57.4%(P0.05);A.morrisi处理的混合污泥土壤碱解氮含量、过氧化氢酶、N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶和脲酶活性分别明显下降了16.5%,12.4%、33.9%和45.5%(P0.05)。另外,两种蚯蚓相比较,E.foetida活动后混合污泥旱地土壤pH和Eh值、有机碳含量和碳氮比分别比A.morrisi活动后土壤降低0.17和10个单位、24.9%和2.26个单位,而代谢熵和荧光素二乙酸酯酶活性显著增高(P0.05)。(2)在混合污泥水稻土处理中,与对照相比,E.foetida处理的混合土壤有机碳含量和碳氮比显著提高20.9%和1.02个单位(P0.05),全钾含量和呼吸速率明显降低6.11%和33.8%(P0.05);而与对照相比,A.morrisi处理的混合土壤的速效钾含量和过氧化氢酶活性显著提高13.2%和10.8%(P0.05),但β-葡萄糖苷酶和荧光素二乙酸酯酶活性分别下降46.7%和34.4%(P0.05)。两种蚯蚓相比较,E.foetida处理后混合污泥水稻土的有机碳含量比A.morrisi处理显著增加了15.7%,碳氮比增加0.84个单位,速效钾、呼吸速率和过氧化氢酶活性减少11.4%、36.5%和5.51%(P0.05)。综上所述,蚯蚓能显著影响混合造纸污泥土壤的化学和生物学特征。蚯蚓在高有机碳和低粘粒含量旱地土壤中活动,能够加速有机碳的分解和释放,降低与土壤有机质分解和养分转化相关的酶活性和微生物量,但增加微生物总体活性;而蚯蚓在低有机碳和高粘粒含量水稻土壤中活动,则能够有助于土壤有机碳储存,对养分和微生物活性的影响相对较小。与A.morrisi相比较,E.foetida对混合污泥旱地土有机碳的分解和释放、微生物活性的提高,以及混合污泥水稻土有机碳的储存等方面的能力均较强,而对混合污泥水稻土钾素转化能力相对较弱。由于造纸污泥具有高有机碳和低养分含量特征,因此污泥农用仍需考虑按一定比例配施高养分含量有机物料。同时,进一步根据土壤类型和选择适宜的蚯蚓品种进行较长期的小区和大田试验,将能够为污泥农用提供更多科学参考。     

Total concentrations and chemical speciation of heavy metals in liquefaction residues of sewage sludge

The risk (including bioavailability and eco-toxicity) of heavy metals (Pb, Zn, Cu, Cd, Cr and Ni) in liquefaction residues (LR) of sewage sludge (SS) was estimated, according to both the speciation of heavy metals and the local environmental characteristics. The amount of organic matters in LR was lower than that in SS, resulting in a smaller calorific value, while the total content of heavy metals in LR nearly doubled. High residual rates of heavy metals (about 80%) indicated that the heavy metals in SS were concentrated into LR after liquefaction. The comparisons of sequential extraction results between SS and LR showed that after liquefaction, the mobile and easily available heavy metal fractions (acid soluble/exchangeable and reducible fractions) were mainly transformed into the relatively stable heavy metal fractions (oxidizable and residual fractions). The bioavailability and eco-toxicity of heavy metals in LR were relieved, though the total concentrations of heavy metals increased.     

Influence of anoxic selectors on heavy metal removal by activated sludge

The goal of this research is to compare the metal binding characteristics of an anoxic selector activated sludge system and a conventional activated sludge system. Metal biosorption by biomass harvested from experimental systems was determined by a series of batch experiments. Heavy metals studied in this research were zinc, cadmium, and nickel. The sorption isotherm showed that the selector sludge had significantly higher sorption capacity than did the control sludge. Metal biosorption behavior closely followed a Freundlich isotherm model for equilibrium concentrations. ECP contents of biomass estimated by alkali extraction technique showed that ECP levels in the selector sludge significantly higher than that in the sludge harvested from the conventional system, indicating that the higher metal sorption capacity of selector sludge may be due to the selection of the ECP-producing bacteria (i.e., Zoogloca sp.) by the selector system.     

Extraction and environmental risk assessment of heavy metal in the municipal dewatered sludge using rhamnolipid treatment

Heavy metal could lead to serious environmental risk to the ecosystem, destroy human health via the food chain. The heavy metal removal from sludge is an emergent issue. In this work, rhamnolipid, an environment-friendly material, was used to enhance heavy metal extraction from the sludge. The results showed that Cu, Zn, Cr, Pb, Ni, and Mn maximum extraction efficiencies were 35.10 ± 2.31%, 45.33 ± 3.24%, 27.58 ± 3.35%, 24.12 ± 3.51%, 43.31 ± 2.53% and 22.10 ± 2.11%, respectively; most of exchangeable and reducible fractions, and partly oxidizable and residual fractions have been extracted by the rhamnolipid solution. After treatment, I_R values of heavy metals increased in the treated sludge, the I_R values for Cu, Zn, Cr, Pb, Ni, and Mn were 0.24 ± 0.01, 0.25 ± 0.03, 0.21 ± 0.02, 0.32 ± 0.03, 0.22 ± 0.021 and 0.41 ± 0.03, respectively. M_F values indicated that heavy metal mobility order was Zn>Ni>Cu>Mn>Cr>Pb in the treated sludge. According to the two risk assessment methods (risk assessment code, RAC and potential ecological risk index, PERI), the risk assessment of heavy metal was investigated in the after treatment sludge, which indicated that rhamnolipid could extract the mobility of heavy metal and lead to no or low risk to the ecosystem. Therefore, rhamnolipid was utilized to enhance heavy metal extraction from dewatered sludge in this study, which is a promising technique for heavy metal extraction from the dewatered sludge.     

Influence of the activated sludge system configuration on heavy metal toxicity reduction

The effect of configuration of activated sludge systems on heavy metal toxicity was investigated. Two bench-scale completely mixed activated sludge systems were operated identically in order to determine the toxic effects of Cr(VI), Zn(II) and industrial wastewater on the activated sludge biomass. One system was operated with an aerobic selector and the other without. Batch experiments based on OECD 209 (Organisation for Economic Cooperation and Development) were performed using a respirometer to find out potential toxicity reduction effect of an aerobic selector. The IC₅₀ (concentration of a chemical that exhibits 50% respiration inhibition) values of Cr(VI), Zn(II) and industrial wastewater in the activated sludge were determined. Results indicated that the heavy metals and industrial wastewater caused less inhibitory effect on the selector activated sludge system in comparison to the conventional activated sludge system. Cr(VI) was found to exert higher inhibition on both systems.