蚯蚓对城市污泥中镉、铅及养分生物有效性的影响

摘要

本实验研究了堆肥处理以及蚯蚓处理对污泥中重金属Cd、Pb及养分生物有效性的影响，并通过盆栽作物对蚯蚓处理污泥的效果进行验证，所得主要结论如下： 1.堆肥处理对污泥中养分含量及重金属cd、Pb形态分布的影响污泥经过堆肥处理后，其全氮和速效氮的含量有所降低，磷和钾的全量及速效含量均有提高，交换态、碳酸盐结合态和铁锰结合态的Cd、Pb含量减少，而有机结合态和残渣态的Cd、Pb含量增加，堆肥提高了Cd、Pb稳定形态的比例。 2.污泥中重金属Cd、Pb污染对蚯蚓生长的影响及蚯蚓对Cd、Pb的吸收和富积Cd、Pb单一处理的污泥中，低浓度的Cd(8.51 mg/kg，DW)、Pb(377.43 mg/kgDW)对蚯蚓的生长有一定的刺激作用，能够促进其增长，而高浓度的Cd(25.02mgag，DW)、Pb(1242.85 mgag，DW)则对蚯蚓产生毒害作用，能够抑制其增长，在高浓度的Pb(1242.85 mgag，DW)处理的污泥中蚯蚓己出现明显的毒害症状，体表有肿块出现。Cd、Pb复合污染的污泥中，作Cd、Pb浓度对蚯蚓增长率的影响的双因素交互作用的方差分析得f=0.77，p=0.3973，即本实验设计的浓度组合对蚯蚓生长的毒性影响没有明显的协同作用。蚯蚓在Cd(14.25 mgag，DW)含量较低的污泥中对Cd具有富积作用，而在Cd(25.02 mgag，DW)含量较高的污泥中对Cd只吸收，但不富积。在不同浓度Cd、Pb处理的污泥中，蚯蚓对Pb的吸收系数K均小于1，表明蚯蚓对Pb只吸收，但没有富积作用。 3.蚯蚓处理对污泥肥力及污泥中重金属Cd、Pb形态分布的影响蚯蚓处理能够延缓污泥pH值的降低，促进污泥中有机质的分解转化，降低其含量，还能影响污泥中的全氮含量，使全氮含量降低，而对污泥中全磷、全钾和速效钾的含量没有明显影响，但能促进氮、磷转化，使碱解氮和速效磷的含量增加。蚯蚓处理能够在一定程度上降低污泥中重金属Cd、Pb交换态的含量，降低其生物有效性，增加Cd、Pb碳酸盐结合态的含量，而对污泥中铁锰结合态、有机结合态和残渣态的Cd、Pb含量没有明显影响。 4.污泥施用对土壤及小白菜产量和品质的影响盆栽实验表明，污泥及污泥堆肥以10 gag(10 g为干重)作肥料施用能明显地增加小白菜的产量，产量最高达79.01 g/钵(Fw)，与不施污泥的对照(35.21g/钵)相比增产124.4％，经过蚯蚓处理的污泥施)TJ能进一步提高小白菜的产量，且当污泥中重金属含量较高时效果明显。污泥及污泥堆肥的施用也能明显增加小白菜的硝酸盐含量，小白菜中硝酸盐含量最高达2192 mgag(FW)，明显高于不施污泥的对照(923 mg/kg，FW)，但不会导致硝酸盐含量的超标，经过蚯蚓处理的污泥施用能够降低小白菜中硝酸盐的含量。污泥及污泥堆肥的施用反而降低了小白菜中重金属Cd的含量，但无显著影响，而随着施用污泥中Cd含量的增加，小白菜的Cd含量呈上升的趋势，小白菜的Cd含量最高达0.342 mg/kg(Dw)，但未超过国家限量标准，而蚯蚓处理的污泥施用能够进一步降低小白菜的Cd含量。污泥及污泥堆肥施用，作物收获后土壤中重金属Cd、Pb的含量有所增加，且当所施污泥中Cd、Pb含量较高时影响明显，而经过蚯蚓处理的污泥施用与没有经过蚯蚓处理的污泥施用相比，对土壤中Cd、Pb的含量没有明显影响。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表

声明

1绪论

1.1文献综述

1.1.1城市污泥特性及其处置途径

1.1.2城市污泥堆肥

1.1.3城市污泥农用

1.1.4蚯蚓处理有机废弃物

1.1.5蚯蚓对城市污泥中重金属和养分生物有效性的影响

1.1.6重金属对蚯蚓的生态毒理

1.2研究背景、目的及意义

1.2.1研究背景

1.2.2研究目的及意义

1.3技术路线

1.4研究内容

2城市污泥堆肥

2.1引言

2.2实验材料与方法

2.2.1供试材料

2.2.2实验方法

2.2.3样品采集与处理

2.2.4测定方法

2.2.5分析方法

2.3结果与分析

2.3.1污泥堆肥过程中物料温度的变化

2.3.2污泥堆肥前后部分物理性状的变化

2.3.3污泥堆肥过程中部分化学性状的变化

2.3.4污泥堆肥前后物料养分含量的变化

2.3.5污泥堆肥前后物料中重金属Cd、Pb形态及全量的变化

2.3.6污泥堆肥过程中种子发芽指数变化

2.4讨论

3蚯蚓处理城市污泥

3.1引言

3.2实验材料与方法

3.2.1供试材料

3.2.2实验方法

3.2.3样品采集与处理

3.2.4测定方法

3.2.5分析方法

3.3结果与分析

3.3.1城市污泥中重金属镉、铅污染对蚯蚓生长的影响

3.3.2蚯蚓对污泥中重金属镉、铅的吸收

3.3.3蚯蚓处理对污泥肥力的影响

3.3.4蚯蚓处理对污泥中重金属含量及其形态分布的影响

3.4讨论

3.4.1城市污泥中重金属镉、铅污染对蚯蚓生长的影响

3.4.2蚯蚓对污泥中重金属镉、铅的吸收

3.4.3蚯蚓处理对污泥肥力的影响

3.4.4蚯蚓处理对污泥中重金属含量及其形态分布的影响

4污泥农用

4.1引言

4.2实验材料与方法

4.2.1供试材料

4.2.2实验方法

4.2.3样品采集与处理

4.2.4测定方法

4.2.5分析方法

4.3结果与分析

4.3.1污泥施用对小白菜产量及品质的影响

4.3.2污泥施用对土壤中重金属Cd、Pb含量的影响

4.4讨论

4.4.1污泥施用对小白菜产量的影响

4.4.2污泥施用对小白菜硝酸盐含量的影响

4.4.3污泥施用对小白菜中重金属Cd、Pb含量的影响

4.4.4污泥施用对土壤中重金属Cd、Pb含量的影响

5.全文总结

参考文献

致谢

附录