城市污泥堆肥與應用過程中的重金屬有效性及機制研究.pdf

1、本文介紹了國內(nèi)外污泥處理處置方式和污泥資源化途徑，污泥中重金屬有效性等研究現(xiàn)狀。通過堆肥實驗，深入地分析了重金屬形態(tài)在堆肥過程中的變化規(guī)律。通過重金屬對堆肥過程中典型微生物毒理效應實驗，分別計算出了銅、鋅、鉛、鎘四種重金屬單一污染對堆肥過程典型微生物HR6菌的48h-EC50，及復合污染產(chǎn)生的復合毒理效應存在的聯(lián)合作用，探討了微生物在污泥堆肥過程中對污泥中重金屬的吸收情況。通過小麥盆栽實驗探討了在土壤中施放污泥對植物生長的影響，及重金屬

2、在植物體內(nèi)的積累作用。通過吸附-解吸實驗，探討了污泥堆肥產(chǎn)品對重金屬吸附-解吸機理。通過往石油污染土壤中投加污泥及其堆肥產(chǎn)品，初步確認了利用污泥堆肥產(chǎn)品處理石油污染土壤的可行性。實驗結(jié)果如下：
　　 1.重金屬在堆肥過程中的變化規(guī)律是先得到活化，然后在腐熟期受到鈍化。在堆肥過程的中溫期和高溫期，pH呈下降趨勢，然后在腐熟期回升。在pH減小時，重金屬有效態(tài)含量增加，在腐熟期pH回升時，重金屬有效態(tài)含量驟降。堆肥前后重金屬有效態(tài)含量

3、略有減少。
　　 2.銅、鋅、鉛和鎘單一污染對HR6菌的48h-EC50分別是50.58、87.77、366.64和23.47 mg·L-1。通過對比銅鋅鉛鎘單一/復合污染實驗，結(jié)果表明，單一污染產(chǎn)生刺激作用濃度下，復合污染產(chǎn)生明顯的協(xié)同效應，其結(jié)果使重金屬復合污染的毒性閾值濃度大大降低，毒性明顯增強。微生物對重金屬吸收取決于微生物的特性以及重金屬的理化性質(zhì)。
　　 3.盆栽實驗結(jié)果表明，土壤中施放適量的污泥堆肥對小麥生

4、長起促進作用，然而，隨著污泥施放量增加，小麥體內(nèi)積累的重金屬的量也隨之增加，當小麥體內(nèi)重金屬的量增加到一定程度時，將對小麥生長產(chǎn)生抑制作用。不同元素生物富集能力不同。小麥幼苗不同組織對相同元素的富集能力不同。根系富集的重金屬含量高于該重金屬在莖葉中的含量。
　　 4.重金屬在污泥堆肥產(chǎn)品中的吸附等溫線可以通過Freundlich方程擬合，結(jié)果表明，污泥堆肥產(chǎn)品對Cu、Zn、Pb、Cd的吸附與Freundlich方程擬合的相關(guān)系數(shù)

5、R2分別為0.9729，0.9586，0.9705和0.9169。污泥堆肥產(chǎn)品中吸附態(tài)重金屬的解吸率隨著吸附的重金屬濃度升高而升高，但總體來說，其解吸率是很低的，因此，重金屬一旦被污泥堆肥產(chǎn)品吸附就不容易再釋放。重金屬在污泥堆肥產(chǎn)品中的解吸等溫線也可以通過Freundlich方程擬合，結(jié)果表明，污泥堆肥產(chǎn)品對Cu、Zn、Pb、Cd 的解吸與Freundlich方程擬合的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.9986，0.9571，0.9948和0.98