礦化垃圾對(duì)玉米的毒性效應(yīng)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和居民生活水平的提高，生活垃圾的產(chǎn)生量與日俱增，其處理成為當(dāng)今世界關(guān)注的主要問(wèn)題之一。目前，垃圾的處理及資源化方式主要有三種:衛(wèi)生填埋、高溫堆肥和焚燒發(fā)電。其中，衛(wèi)生填埋因處理成本低、技術(shù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)，一直是世界各國(guó)城市垃圾的主要處置手段。但由于填埋方式存在占地大和造成二次環(huán)境污染等問(wèn)題，使其再建設(shè)和選址面臨越來(lái)越大的壓力。延長(zhǎng)填埋場(chǎng)的使用壽命，實(shí)現(xiàn)一定程度上的可持續(xù)填埋是解決上述問(wèn)題的最佳途徑。礦化垃圾的

2、開(kāi)采和資源化利用可有效解決這一問(wèn)題。
　　礦化垃圾是生活垃圾衛(wèi)生填埋過(guò)程中，經(jīng)生化作用穩(wěn)定后形成的一種類腐殖質(zhì)的顆粒狀物質(zhì)。其疏松多空，微生物、有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量豐富，可作為生物反應(yīng)床吸附材料，日覆蓋材料，建筑材料和土壤改良劑等進(jìn)行資源化利用。面對(duì)中國(guó)土地資源缺乏的現(xiàn)狀，我們更關(guān)注礦化垃圾作為土地資源的利用潛力。到目前為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)礦化垃圾的土地利用研究較少，尤其是礦化垃圾作為土地利用的報(bào)道更為少見(jiàn)。
　　本課題以太原東

3、山新溝垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)礦化垃圾為試驗(yàn)對(duì)象，在分析礦化垃圾理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，采用生物檢測(cè)技術(shù)，考察礦化垃圾對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳穩(wěn)定性和生理生化水平的影響，探討礦化垃圾作為種植土資源化利用的潛能。研究結(jié)果表明:
　　所采垃圾礦化度較為完全，由一組非均勻顆粒組成，粒徑質(zhì)量分布呈現(xiàn)兩極分化（中位粒徑d50=500μm，眾徑dd=105μm）;有機(jī)物（以CODCr為代表）含量較低，為44.75 mg/L;可生化性很差，BOD5/CODCr僅為

4、0.07，遠(yuǎn)小于0.3;營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，有機(jī)質(zhì)高達(dá)9.97％，速效氮、磷含量分別為100.1mg/kg、40.51 mg/kg;重金屬含量較高，尤其是鉻(Cr)、鐵(Fe)、鋅(Zn)和錳(Mn)，其含量與礦化垃圾粒徑分布呈負(fù)相關(guān)，且高溫(31℃)強(qiáng)酸(pH＜5)條件會(huì)增加鐵的浸出量。
　　玉米的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)表明，礦化垃圾可顯著抑制玉米種子的萌發(fā)及幼根幼芽的生長(zhǎng)發(fā)育，其中，對(duì)幼根生長(zhǎng)發(fā)育的抑制作用最大。礦化垃圾處理7天后，根的生長(zhǎng)率

5、為對(duì)照組的46％，小粒徑（dp90-0μm）處理組抑制效應(yīng)最為顯著，僅為對(duì)照組的40％;萌發(fā)率和幼芽生長(zhǎng)率均為對(duì)照組的70％左右。在處理期間，葉綠素a和b的含量比對(duì)照組略高。
　　細(xì)胞周期及遺傳穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明，礦化垃圾可導(dǎo)致玉米根尖細(xì)胞遺傳損傷，抑制根尖細(xì)胞的有絲分裂，為對(duì)照組的47％;誘導(dǎo)微核率和異常細(xì)胞發(fā)生率的升高，分別為對(duì)照組的200％和289％;且這些指標(biāo)的變化在最小粒徑(90-0μm)處理組最為顯著，有絲分裂抑制率為對(duì)照

6、組的32％，微核發(fā)生率為對(duì)照組的287％，變異細(xì)胞率為對(duì)照組的311％。
　　玉米的氧化損傷實(shí)驗(yàn)表明，礦化垃圾可改變抗氧化系統(tǒng)酶（SOD、CAT和POD）的活性，加劇脂質(zhì)過(guò)氧化和蛋白氧化損傷。礦化垃圾對(duì)玉米的氧化損傷顯著，處理15天后，丙二醛（脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物）和蛋白羰基（蛋白氧化產(chǎn)物）含量分別為對(duì)照組的287％和218％。大粒徑(dp900-300，300-150，150-105μm)對(duì)其氧化損傷不明顯，而小粒徑(dp＜105μm

7、)可誘發(fā)丙二醛和蛋白羰基含量升高，最小粒徑(dp90-0μm)處理組效應(yīng)最為顯著，分別為對(duì)照組的178％和267％;同時(shí)，礦化垃圾顯著誘導(dǎo)SOD的活性，抑制POD的活性，而CAT則表現(xiàn)出短時(shí)被誘導(dǎo)，長(zhǎng)期被抑制的特點(diǎn)，小粒徑(dp90-0μm)處理后變化尤為顯著。
　　綜上所訴，玉米生理生化指標(biāo)的變化與礦化垃圾中重金屬的含量呈正相關(guān)，與粒徑分布呈負(fù)相關(guān)，即粒徑越小，重金屬含量越高，對(duì)玉米的生長(zhǎng)毒性越大。結(jié)果提示，礦化垃圾會(huì)影響植物的