污泥生物炭对土壤养分及重金属的影响

采用未、酸、碱改性污泥生物炭(SC1、SC2、SC3)修复受重金属单一污染(Cu、Zn、Cd)的土壤,研究生物炭对土壤理化性质、养分指标及重金属形态分布的影响。结果表明,施加三种SC后,土壤pH值与电导率均显著增加;阳离子交换量、有机质、有效磷及速效钾等养分指标也均呈现积极影响,即阳离子交换量在SC3的处理下提升效果更好,有机质与有效磷含量在SC2的处理下增加更为显著,速效钾含量的提升均在50%左右;三种重金属则在SC3的处理下修复固化效果更好。

污泥炭田间老化对土壤重金属及养分的影响

污泥基生物炭内源重金属和养分含量因污泥来源的不同而差异较大。为探索污泥基生物炭“还田”后,其内源重金属变化和养分的去向问题,采用干湿交替对污泥基生物炭模拟老化处理,分析老化前后污泥基生物炭的Cu、Zn金属形态及TCLP浸出毒性的变化;研究污泥基生物炭BC1和BC2(分别以磷酸二氢钾、磷酸二氢钙与污泥混合后热解制备的生物炭)以5%和10%的质量分数与鲜土混合老化后对污泥基生物炭内源重金属稳定性及土壤有机碳和有效磷含量变化的影响。结果表明:两种污泥基生物炭与土壤混合老化后会使土壤中SiO_(2)含量增加,但不会改变土壤的吸附类型;污泥基生物炭的添加会增加土壤的比表面积,其中BC2增幅较大,为36.17m^(2)/g;施加两种污泥基生物炭土壤中Cu、Zn生物有效性均有不同程度的降低。TCLP浸出毒性量相比老化前降低(BC1约降低37.5%)。此外,BC1对土壤有效磷的提升效果优于BC2(BC170 mg kg,BC230 mg kg);BC2对土壤有机碳的提升效果优于BC1(BC22.2%,BC11.15%)。BC2还田更有利于Cu、Zn的固定以及土壤有机碳和有效磷的提升。

污泥共热解制备污泥基生物炭及其在土壤回用中的改良效益

随着全球污泥产量的快速增长,对其的资源化处置是亟待解决的现实问题.相较于传统的填埋以及新型的焚烧工艺,污泥热解可实现污泥的无害化、减量化并生成具有土壤改良潜力的污泥基生物炭,是污泥处理的一种较优选择.本文以市政污泥为研究对象,全面综述了污泥不同热解方法对生成污泥基生物炭的物化性质和其对土壤改良效应的影响,重点介绍了污泥中磷和重金属在不同热解工艺中的迁移转化机制,污泥基生物炭对土壤物化性质的影响机理、对污染土壤的修复机制、对土壤中微生物和微生物酶等的作用机制.通过以上分析,能够以此为理论支撑指导制备具有定向改良土壤功能的污泥基生物炭.本综述将有助于污泥定向热解制备污泥基生物炭的进一步发展,为污泥基生物炭土壤改良提供理论参考和支持.

污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响

以3a定位试验为基础,比较3种不同处理的污泥肥料(消化污泥、污泥堆肥及污泥复混肥)农田施用下土壤养分、土壤和作物籽粒中Mn、Cu、Zn、Pb、Cd5种重金属的积累以及作物产量的变化情况,以阐明污泥农用对土壤及作物的影响。研究表明,3种污泥肥料提高了土壤中氮素和有机质的含量;与空白和普通化肥处理相比,3种污泥肥料增加了土壤中Mn和Cu的含量,而对土壤交换态重金属含量没有显著影响;3种污泥处理均增加了小麦籽粒中Zn的含量;相对普通化肥处理,3种污泥肥料处理对小麦和玉米产量均无显著影响。合理施用污泥肥料可以有效地提高作物产量;污泥肥料施用对土壤重金属有一定累积效应,但短期施用对土壤比较安全。

施用城市污泥堆肥对土壤和大豆器官重金属积累的影响

重金属在土壤中易积累造成污染,因此污泥中重金属含量成为其农用的限制因素,重金属在作物中的富集问题也备受关注。以东北黑土为供试土壤,大豆为供试作物,采用随机区组设计,通过施入不同水平的城市污泥堆肥的农田小区试验,研究污泥堆肥对土壤和大豆不同器官的重金属积累的影响,为污泥堆肥农用的安全性提供科学依据。试验结果表明,随着污泥堆肥施入量的增加,土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量及大豆不同器官中Cu、Zn、Cd的含量均逐渐增加,但在大豆各器官中均未检出Pb。Cu、Zn在大豆各器官的含量和富集系数大小顺序均为籽粒>根>豆荚>茎,而Cd为茎>根>豆荚>籽粒。在本试验污泥堆肥施入量的范围内,土壤和大豆籽粒中重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量均未超过国家相关标准。从富集系数看,除污泥堆肥施入量超过12 t·hm-2时大豆茎对Cd有富集作用外,其他均未达到富集程度;各处理的大豆干物重和产量的总体规律是污泥堆肥施用量24 t·hm-2>施用量18 t·hm-2>施用量30 t·hm-2>施用量12 t·hm-2>施用量6 t·hm-2>CK,其中污泥堆肥施用量为24 t·hm-2增产效果最好,增产率为12.65%。

城市污泥中的重金属形态及其对潮土酶活性的影响

采用盆栽土培试验 ,研究了城市污泥的施用对土壤肥力及酶活性的影响。结果表明 :城市污泥中的重金属主要以非交换态存在 ,污泥的施用能提高土壤中的重金属含量 ;污泥的施用可以明显提高土壤肥力、增加土壤中脲酶、多酚氧化酶及中性磷酸酶的活性。

重庆市城市污泥中的重金属及其农用环境容量

城市污泥农用的环境风险取决于城市污泥中的污染物含量及土壤理化性质。该文分析了重庆市10个城市污水处理厂污泥中的Cu,Zn,Pb和Cd含量及形态,根据土壤环境容量及氮肥施用量计算了重庆主要旱地土壤的最大施用量和年施用量。结果表明,重庆市城市污泥中的Zn、Cu、Pb和Cd含量分别为362.12～725.32mg/kg,69.84～170.22mg/kg,21.25～107.24mg/kg和1.26～4.25mg/kg。污泥中不稳定态Zn、Cu、Pb和Cd的比例分别为42.89%～44.74%,2.69%～9.45%,0.95%～12.06%和61.05%～79.91%。根据土壤重金属的静态容量,计算出重庆主要旱地土壤紫色土和黄壤城市污泥的一次性最高施用量分别为384.62t/hm2和98.90t/hm2。根据土壤重金属动态容量,以15、20、50为年限,计算出的城市污泥的年施用量,紫色土为66.10,60.91和55.71t/(hm2·a),黄壤为30.32,28.99和27.53t/(hm2·a)。根据作物的需氮量计算城市污泥的年施用量为3.04～6.40t/(hm2·a),该施用量低于根据土壤环境的动态容量计算的施用量,按此用量施用城市污泥更安全。

污泥在堆肥及油污土壤修复中重金属形态的研究

污泥堆肥工艺是实现污泥减量化,无害化和资源化的重要手段。文章考察了污泥在堆肥前后四类重金属(铜、锌、铅和镉)形态的变化。结果显示,铜、锌、铅和镉在堆肥前后的总量变化不大,Cu、Zn主要以有机结合态和残渣态形式存在,而Pb、Cd主要以残渣态形式存在。堆肥处理过程中可交换态重金属都呈下降趋势,但各种重金属的可交换态变化幅度不同,以Zn和Cd下降幅度最大,Zn的可交换态由堆肥前的10.5%下降到堆肥后的4.8%;Cd的可交换态从堆肥前的3.2%下降到堆肥后的1.8%,下降比例超过和接近50%。随着向土壤中添加污泥及堆肥量的增加,小麦植株地上和地下部分重金属含量也相应增加,且地下部分含量高于地上部分,小麦中重金属含量在地下部与地上部之间的比值恒定,特别是Pd,Cd的地上和地下部分浓度比可分别达到130和15～20,经堆肥处理的污泥可以降低小麦对其中重金属的吸收。将污泥及堆肥腐熟品添加至石油污染土壤中,与对照相比土壤中的石油烃含量有一定幅度的下降,最大下降幅度为19.6%。处理一个月后重金属含量及其形态变化不大,Zn具有向铁锰氧化态转化的趋势。

施用污泥对黑麦草草坪绿地土壤理化性质和重金属元素含量的影响

将兰州市七里河污水处理厂生活污泥施用于黑麦草草坪绿地,探讨其对土壤环境的影响。结果表明,施用0.5～8.0kg/m2污泥,改善了土壤理化性质,随着污泥施用量的增加土壤中全氮、速效氮、全磷、速效磷和有机质含量增加,土壤容重下降。施用4.0～8.0kg/m2污泥增加了0～20cm土层中Fe、Cu、Zn的含量,Ni、Pb、Cr、As和Hg与对照无显著差异,各重金属元素未向土壤下层迁移,没有对土壤造成污染。

污泥土地利用对土壤中重金属形态的影响

土地利用是资源化利用城市污水厂污泥的有效途径,随污泥中的营养成分一起进入土壤中的还有其中的重金属元素,它们有可能成为一种环境安全的隐患。本实验所用的土壤为污泥经过无害化及稳定化处理后,与上海潮滩沙土按不同比例(干污泥质量比)混配而成。种植前后分别对沙土、污泥及混配土的重金属含量及形态进行测试。选择几种花卉植物,如菊花(Calendula officinalis)等进行植物种植试验,一个生长季后对植物中的重金属含量及形态进行测试。应用Tessler连续提取法,对污泥中的重金属进入土壤后,土壤中重金属的含量、赋存状态等方面的规律进行研究,发现污泥的土地利用会明显增加土壤中的重金属含量,而且重金属的形态也有明显的变化,可交换态和碳酸盐结合态的重金属含量有明显的增加;如长期使用,则必须采取相应的措施,以消除有害的影响。

用幼苗法指示污泥和土壤中重金属的植物有效性

利用小麦幼苗与黑麦幼苗研究了污泥和土壤中重金属的植物有效性,并对二者进行了比较．结果表明,在两种污灌区土壤、四种污泥以及一种污泥施用于两种清洁土壤中,黑麦和小麦测定的Ｃｄ,Ｐｂ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｎｉ五种重金属有效性的顺序,以及有效性大小的数量级上是一致的;除了在污泥中,二者的茎Ｐｂ,Ｎｉ及根Ｚｎ相关不显著,以及在土中施用污泥后,两种植物各部位相关不好外,在污泥及污泥施于赤红壤各处理中黑麦与小麦相关均为极显著．上述结果表明,应用小麦幼苗可以替代黑麦幼苗指示土壤中重金属的植物有效性,但同时也应考虑不同植物间的差异。

施用工业污泥对棉花产量及土壤重金属含量的影响

采用盆栽土培试验 ,研究了施用工业污泥对棉花产量及土壤中重金属污染的影响。结果表明 :工业污泥的施用有降低棉花生物产量和经济产量的趋势 ,该污泥的施用能增加土壤中重金属的含量 ,特别是Pb、Cd的含量 ,而且主要是以非交换态的形式增加 ;但土壤中总的重金属含量并没有超过国家所规定的一级土壤使用标准。

氮肥对污泥农用后土壤中重金属活性的影响

讨论了土壤中重金属活性的主要影响因素及氮肥对污泥农用后土壤中重金属的吸附—解吸、根际土壤重金属化学行为及植物吸收的影响,提出了农业生产过程中缓减和降低氮肥对土壤中重金属活性影响的措施:按规定合理施用污泥或活性污肥,提倡科学合理施用氮肥,因地制宜选择氮肥,结合改良剂施肥。

施用生活污泥对滩涂土壤性质及重金属含量的影响

为了探讨应用生活污泥改良滩涂土壤的可行性,明确生活污泥对滩涂土壤理化性质及环境效应的影响,采用符合农用标准的城市生活污泥为材料,通过盆栽培养试验,研究了施用不同用量(0、2.5%、5%、10%、15%、20%,土壤、污泥均以干基计)的生活污泥对滩涂土壤性质及重金属含量的影响。结果表明,施用生活污泥可显著提高滩涂土壤的总氮、总磷、碱解氮、速效磷等养分含量,其中总氮、碱解氮增加的倍数很接近,速效磷增加的倍数远远高于全磷的增加倍数。施用生活污泥显著增加了滩涂土壤的有机质含量,降低了pH值,对土壤可溶性总盐含量无显著影响。施用生活污泥,增加了滩涂土壤Ni、Cd、Zn、Cu、Cr重金属的全量及有效态含量,在实际应用过程中应根据生活污泥重金属的含量确定施用量。

污泥农用对土壤中各形态重金属含量变化的影响

[目的]研究棕壤和褐土在施入工业污泥和生活污泥后，土壤中各形态Cu、Zn、Pb、Cd的含量变化情况。[方法]用污泥和土壤均匀混合的土柱来模拟实际土壤，对土柱进行7次淋洗后，测定土柱中0-10cm均匀混合层中各形态重金属的舍量。[结果]在施入工业污泥和生活污泥后，土壤中重金属根据形态不同而具有各自不同的变化规律。[结论]重金属变化规律不仅与重金属各形态的迁移转化性质有关，还受污泥种类和土壤性质等多种因素的影响。

施用城市污泥的土壤重金属生物有效性

对盆栽试验的植物和土壤样品的分析测定表明，施用城市污泥对植物生长发育有明显的促进作用，生长量随污泥施用量增加而增加；施用污泥的土壤重金属（Ｃｄ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ）有效态含量和植物重金属含量也随污泥施用量增加而提高．施用污泥的土壤加施石灰（ＣａＯ）将ｐＨ调节到６５和７５后，土壤有效态Ｎｉ、Ｚｎ的含量明显减少，但有效态Ｃｒ含量升高；植物对Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ的吸收大幅度降低，表现出加施石灰提高土壤ｐＨ值对随污泥进入土壤的Ｎｉ、Ｚｎ。

城市污泥人工土壤中重金属生物有效性及综合毒性研究

以城市污泥为主要成分,添加不同比例的单一辅料(草炭、磷矿粉、粉煤灰)配成不同的城市污泥人工土壤,研究各配比人工土壤中重金属生物有效性和综合毒性,并揭示人工土壤中重金属向黑麦草的动态迁移.结果表明:各配比人工土壤中重金属生物有效性和综合毒性均较污泥明显下降;当粉煤灰添加比例为20%时,人工土壤中Cu、Zn、Pb、Ni生物有效态含量下降最多,分别为28.75%、36.09%、34.85%和36.52%,此时,重金属综合毒性指数降幅最大,为2.7×10-3;与污泥相比,各配比人工土壤中重金属向黑麦草的迁移能力显著降低,非线性回归分析显示黑麦草中重金属富集浓度与人工土壤中重金属的生物有效态含量间存在正幂函数关系.

钝化污泥人工土壤熟化过程中重金属的潜在环境效应研究

将粉煤灰钝化污泥人工土壤用做矿山修复的基质不仅可以解决无土排岩场长期困扰的土源问题,同时也避免了这些城市固体废弃物在堆放和处置过程中带来的一系列环境问题.通过室内模拟熟化实验(将各处理放置于25℃室温下,保持17%的含水量培养35d,并分别于1、5、7、15、22、30和35d时取样)研究不同比例粉煤灰钝化污泥人工土壤溶液中重金属浓度的动态变化.结果表明,在熟化培养试验过程中,钝化污泥人工土壤溶液中溶解态Cd、Pb、Cu、Zn、N i、Cr含量均呈降低趋势,并最终达到平衡状态;粉煤灰对钝化污泥溶液中Cd、Pb、Cu的钝化效果最显著;人工土壤溶液中Cd、Pb、Cu、Zn、N i、Cr的平衡浓度分别为0.037—0.335、2.12—7.34、1.86—13.58、29—509、9.33—46.67和0.01—2.06μg/L,均显著低于水质中重金属含量的毒害临界水平.

广州城市污泥和土壤重金属含量及其有效性研究

对广州市大坦沙污水处理厂污泥，市区、近郊河涌污泥和农业土壤的重金属全量、有效态含量及养分物质进行分析测定，结果表明：污水厂污泥有机质和Ｎ、Ｐ含量丰富，重金属含量在农用标准范围内；污水厂污泥Ｐｂ，Ｃｒ有效率低，Ｃｄ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｍｎ有效率高；市区、近郊农业土壤样品Ｃｄ含量超过农业土壤标准；

污泥农用后土壤中重金属形态的转化

污泥农用后，土壤中重金属的形态会发生转化。用土柱模拟实际土壤，采用棕壤和褐土两种土壤类型，分别施入生活污泥和工业污泥。混合后，对土柱进行淋洗，经过7次淋洗后，测定土柱中0～10cm均匀混合层中重金属各形态的含量，然后再与污泥和土壤混合后重金属形态不发生变化时重金属的总量相比较，得出污泥农用后土壤中重金属形态的转化规律。结果表明：Cu主要向碳酸盐结合态和残渣态转化，Pb向铁锰氧化物结合态转化，Zn向碳酸盐结合态转化。