污泥施用对沙质草地土壤溶解性有机碳淋溶过程的影响

发布时间：2020-04-07 22:19

【摘要】：中国社会现代化进程越来越快,工业发展迅速,污泥的产生量也随之快速增长,据国家统计每年城乡污水处理厂排放的含水率达80%的湿污泥就已增长到3000万t。污泥中虽然含有大量会对土壤造成污染从而危害人体健康的重金属、有机污染物等,但其中也同时富含有机质及氮、磷等土壤所必须的营养元素,去除重金属等污染物的污泥可回收利用,具有一定的经济价值,例如可以利用污泥的营养源和能源改善贫瘠的沙质土壤,恢复退化沙地生态系统,同时可以部分避免污泥中有毒有害物质进入食物链最后危及人类的健康。溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)是具有水溶解性、易在土壤中移动、生物活性高、易被微生物分解等特点的土壤有机碳中重要的成分之一,其含量在土壤中的动态平衡与土壤有机碳循环过程紧密相关。淋溶过程是物质迁移的一种重要途径。进入土壤的溶解性有机碳由于吸附作用,在土壤淋溶过程中数量和质量不断变化,而且在不同的溶液化学性质和土壤矿物组分的条件下,不同土壤层次中溶解性有机碳的吸附行为不同。因此,开展污泥施用对沙质草地土壤溶解性有机碳淋溶过程的影响研究,对预测污泥改良沙土过程中土壤有机碳变化具有实际意义。研究样地选取在中科院沈阳生态所大青沟生态试验站,野外采集原状土壤,污泥来源为某城市污水处理厂,根据试验样地的降雨特征设计不同降雨条件,进行实验模拟研究污泥施用对土壤DOC的淋溶过程的影响。通过对施入污泥土柱和对照土柱进行的淋溶实验,对于各层土壤样品的溶解性有机碳含量进行分析测定:施入污泥后的土柱DOC含量极显著高于先前DOC含量(p0.01),在施入雨量为150 mL、300 mL和450 mL的条件下施用污泥的土柱中DOC含量相比未施用污泥的土柱提高的百分比分别为35%、72%和90%,降雨强度在1.75 mm·h~(-1)、3 mm·h~(-1)和4.75 mm·h~(-1)的条件下施用污泥相比对照提高的百分比分别为79%、80%和90%;土柱DOC含量与土壤层次显著相关(p0.05);随着降雨量和降雨强度增大土壤中DOC的含量都极显著升高(p0.01)。淋溶液中DOC含量与降雨量条件、降雨强度条件以及施入污泥情况均表现为极显著相关(p0.01)。通过对原状土柱进行全年降雨模拟,分析其各个土层以及淋溶液的DOC组分和DOC含量可得:施入污泥的各层土壤DOC含量和淋溶液含量均极显著高于未施入污泥组(p0.01);随着模拟淋溶实验的推进,淋溶液中的DOC含量有逐次降低的趋势。
【图文】：

样地,保肥性,相对空气湿度,区域选择

第 2 章材料与方法2.1 研究区概况本研究区域选择在科尔沁沙地东南缘，中科院沈阳生态所大青沟站，该站位于科尔沁沙地东南缘，地理坐标为北纬 42°58′，东经 122°21（′图 2-1 和图 2-2）。该区属于亚湿润型气候，年均温 6 ℃，年均降雨量 450 mm 左右，年均蒸发量1780 mm，相对空气湿度 59%，10 ℃以上积温 2890 ℃，极端最低气温-30 ℃无霜期 154d. 实验样地选取沙质草地。主要自然植被类型有羊草（Leymuschinensis）、狗尾草（Setaria arenaria）、兴安胡枝子（Lespedeza daurica）、黄蒿（Aremisia scoparia）等。研究样地是 2014 年围封的沙质草地，土壤类型为风沙土，土质疏松，，保水、保肥性差，偏碱性，有机质、氮、磷等土壤养分含量较低。

实验站,直径,原状,淋溶

图 2-2 大青沟沙地生态实验站2.2 样品采集壤样品采集 7 月中旬，利用直径 11cm 的 PVC 管在研究样地采集原状实验室风干后，将土置于直径 10cm，高 70cm 的淋溶柱内
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;S141.6

【参考文献】