湖泊取出物藻-草-泥基质化及其肥效和安全性评价

发布时间：2019-08-14 19:48

【摘要】：近些年来,水华蓝藻爆发日益频繁,对周边的居民饮水安全及生态系统环境造成巨大危害。对富营养化水体的修复及治理过程中打捞的蓝藻、水草以及疏浚产生的於泥等湖泊取出物若不及时处理,不仅占用大量土地而且对堆放场地的水体及土壤造成二次污染。因此,湖泊取出物的无害化处置资源化利用技术已成为富营养化水体治理的研究热点。湖泊取出物中含有丰富的氮、磷等营养元素,若进行堆肥处理,可制成优质的有机肥料或基质材料。此举不仅可解决湖泊取出物的后顾之忧,同时避免了二次污染问题,实现资源化,也开发了一种新型有机肥料。本文探讨了利用巢湖脱水蓝藻、水草和疏浚底泥进行基质化处理,其过程中的养分含量变化及藻-草-泥基质回田后可能对土壤及种植作物产生的影响进行安全性评价。主要结果如下:(1)堆肥过程中理化参数变化规律及腐熟度测试按照蓝藻、水生植物和淤泥的含量为40%、40%和20%配比堆肥。堆肥过程中,堆体温度先从约39.4℃开始上升,与环境温度持平,之后堆肥进入高温期,温度达到峰值63.5℃,在60℃以上维持了约6天后,降低至60℃以下,进入降温期,最后降至37±0.5℃,逐渐趋于稳定。整个过程中,堆体温度达到50℃以上约15天,达到堆肥卫生合格标准要求的7天以上。堆体水分呈现逐渐下降趋势,由最初的61.51%降至52.74%。TN含量变化幅度不大,由1.09%降至1.06%,中间过程呈现波浪形变化。由于蓝藻、水草等原材料的腐烂释放部分NH4+-N,NH4+-N含量表现为前期增加,后期由于铵态氮的挥发作用而呈现降低趋势,至堆肥结束,铵态氮含量由39.32mg/kg降低为38.73mg/kg。TP含量在堆肥过程中逐渐增加,直到堆肥结束,TP含量由0.33%增加为0.42%。有机质含量逐渐降低,至堆肥结束,有机质含量由41.76%减少至34.72%。腐殖酸含量呈上升趋势,从13.57%增加至17.31%。C/N呈现下降趋势,最终降低至20以下,基本可判定为堆肥完成,形成藻-草-泥有机肥。(2)藻-草-泥基质的肥效研究采用盆栽试验研究了藻-草-泥有机肥及其分别添加珍珠岩、蛭石等所形成的基质对青菜生长影响以及对土壤养分的影响。在等氮量情况下,各处理青菜的平均产量大小为:藻-草-泥有机肥+珍珠岩藻-草-泥有机肥+蛭石藻-草-泥有机肥市售有机肥尿素+藻-草-泥有机肥等氮量的尿素(对照)。说明藻-草-泥有机肥及其基质有增产效应。青菜收获后,藻-草-泥有机肥+珍珠岩、藻-草-泥有机肥+蛭石和藻-草-泥有机肥处理土壤中的有机质含量分别为29.1g/kg,28.91g/kg和28.01g/kg,要高于藻-草-泥有机肥+尿素的23.12%和单施尿素的21.74%。青菜收获后,藻-草-泥有机肥+珍珠岩、藻-草-泥有机肥+蛭石和藻-草-泥有机肥处理土壤中的TN含量分别为1.955g/kg,1.942g/kg和1.937g/kg,相对于单施尿素处理中的1.763g/kg要高。施藻-草-泥有机肥及其加工成的基质不仅具有增产效果而且可以增加土壤有机质和氮含量,有一定培肥作用。(3)藻-草-泥基质的安全性评价藻-草-泥有机肥中的五种重金属含量分别为Pb:0.161mg/kg,As0.04mg/kg,Cr:0.294mg/kg,Cd0.01mg/kg,Hg0.046mg/kg,远低于中华人民共和国农业部规定的有机肥料中限量指标的要求。巢湖中蓝藻、水草和清淤底泥加工成有机肥或者基质后,符合有机肥料的重金属安全标准。采用内梅罗污染指数法评价施用藻-草-泥有机肥或加工成的基质对盆栽土壤中的五种重金属 Pb:0.2430.002mg/kg,As0.04mg/kg,Cr:0.115mg0.002/kg,Cd0.01mg/kg,Hg0.046mg/kg的污染程度,结果表明土壤中的综合污染指数皆远小于0.7,说明土壤处于清洁水平,属安全等级。青菜中的四种重金属Pb、As、Cr、Cd含量均符合国家质量监督局规定的农产品安全质量无公害蔬菜安全要求;汞(Hg)含量因低于仪器检测下限(0.046mg/kg)而未检出,无法与国家无公害蔬菜安全要求进行比较。
【图文】：

项目逦ＴＰ逦ＴＮ逦ＮＨ／－Ｎ逦有机质逦ＨＭ逦水分逦Ｃ／Ｎ逡逑逦（％）逦（％）逦（ｍｇ／ｋｇ）逦＾逦（0／0）逦（％）逦逡逑混合原料逦０．２４逦１．０６逦５＾逦４５．邋６７逦２７．１５逦６４．２１逦２４．９９逡逑２．２．２实验设计及方法逡逑２．２．２．１基质化实验逡逑本课题实施过程中已经在合肥市肥东县桥头集镇双山下成功建成１个泥－藻－草的逡逑基质化生产加工基地；其占地面积约２０００ｍ２。逡逑将脱水和干化后的污泥、蓝藻和水生植物（主要为水葫芦）按照２０％，，４０％，４０％逡逑的配比堆肥。再添加小麦稻杆、家畜粪便等辅助材料作为高温堆肥材料的湿度调控辅逡逑料。充分混匀レッ后，采用堆巧结构，堆操长约２５米，宽约２米，高约１．５米。堆操上逡逑方覆盖一层塑料薄膜用保温。为方便取样，ＬNB及更准确的反应出基质化过程中有毒逡逑物质转化及营养物质的动态变化，实验测定所取用的样品直接取自生产加工基地的堆逡逑肥中。逡逑

基质,温度变化,堆体,堆肥

２．３结果与讨论逡逑２．３．１藻－草－泥基质化过程中温度的变化逡逑从图２－２中可Ｗ清楚看出，堆体的温度呈现波浪形的变化，可能是因为中间有几逡逑次翻堆的原因。但是堆体温度的总体走势为先上升，后下降，最后趋于稳定。逡逑堆肥起始时，堆体内部湿度基本等同于环境温度值约为３９．５°Ｃ。之后微生物开始逡逑活动，随后进入升温过程。此阶段主要起作用的微生物为嗜温菌，嗜温菌的活动较为逡逑活跃ｔｗｉ。大量繁殖后，数量上的膨胀使得其不断利用堆体中的有机物进行生命活动，逡逑堆肥温度急剧上升至５０１：巧上。堆肥起始阶段的温度之所＾＾＞１上升较快且最终到泣的温逡逑度也较高，很可能是由于在堆肥初期堆肥原材料中容易被微生物利用的物质如蛋白逡逑质、脂肪Ｗ及一些可溶性单糖类物质的含量且初始阶段开始时，堆料中本身所携逡逑带的原生动物，尤其是微生物的数量和种类也较多。微生物活动生产的一部分能量就逡逑转化为热能释放
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X52;S141.4

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