广州城市污泥间接农用效果研究

发布时间：2017-04-03 09:04

  本文关键词：广州城市污泥间接农用效果研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：城市污泥营养物质含量高,是具有农用价值的二次资源,但城市污泥的高含水率以及重金属偏高是限制其农用的重要因素,直接施用污泥进入农田土壤,污泥最终消化在土壤中,导致土壤重金属含量上升,因此,本课题组提出了回收高重金属污泥残渣的城市污泥间接农用方式。本论文对比了施用化肥、直接施污泥以及网袋施污泥对粉蕉生长和重金属含量情况,以及对土壤基本理化性质的影响,并统计了污泥不同农用时间后,污泥理化性质的变化情况以及养分和重金属回收情况,为城市污泥安全利用评价提供依据。同时,为了研究石灰石粉控制污泥农用后期重金属淋出的效果,对不同放置方式施石灰石粉的污泥的重金属淋出情况进行了测定。另外,试验了在皇竹草旁边沟施城市污泥的间接农用方式,对比研究了不施污泥对照,沟施污泥以及沟施污泥+覆膜三种处理对皇竹草生长、养分含量以及重金属含量的影响,并观察农用过程中污泥的理化性质变化以及污泥减量化程度。研究结果表明:(1)施用化肥、网袋施污泥和直接施污泥均能为粉蕉提供较足够的养分,三个处理粉蕉的茎和叶的养分含量没有明显差异。各处理的粉蕉果实Pb、Cd含量均低于食品中污染物限量标准(GB 2762-2012);三个处理的粉蕉假茎和叶子的重金属含量没有明显差异,且Pb、Cd含量均符合国家有机肥料标准(NY 525-2011),可以作为有机肥的制作原料。(2)直接施用污泥改善了土壤的物理性质,土壤孔隙度比施用化肥、网袋施污泥高。连续两年直接施用污泥在蕉园土壤上可显著提高土壤有机质、N、P以及阳离子交换量,分别是化肥处理的2.56、3.08、2.45以及1.55倍;但三个处理的K含量与种植前土壤K含量相比有所降低。经过两年施肥后,不同处理蕉园土壤四种重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量均比种植前高;直接施污泥处理的土壤中Cu、Zn、Pb、Cd分别是网袋处理的2.77、1.74、1.12以及3.87倍,其中Zn、Cd含量超过了我国土壤环境质量标准中的二级标准。直接施用污泥明显提高了蕉园土壤中DTPA提取态的Cu、Zn和Cd含量;网袋处理土壤中DTPA提取态的Zn含量也高于化肥处理,但是Cu、Cd、Pb含量无明显差异。(3)农用时间越长,网袋处理的城市污泥有机质和全氮含量越低,8个月后N的回收率为78%,24个月回收率约为35%。磷、钾含量随农用时间的延长,含量越高,8个月后P回收率为96%,24个月后为83%;同期K回收率分别为89%和77%。不同重金属元素,回收率存在差异,农用8个月的Cu回收率为99%,24个月约83%;农用8个月的Zn回收率为93%,24个月约51%;8个月后Pb回收率为99%,24个月后为73%;同期Cd回收率分别为73%和53%。(4)两年间,每个试验小区污泥总施入量为755kg,农用后回收量为337kg,农用时间越长,污泥减量化程度越大。(5)撒施石灰石粉的三个处理的污泥淋出液p H均显著升高,在5.3~6.9范围内波动,但石灰石粉的不同放置方式对污泥淋出液p H影响差异不明显,而不处理的污泥淋出液比三个石灰石粉处理的淋出液要低1-2个p H单位;一年间,不处理的污泥Cu、Pb的淋出液累积总量约为23mg、186μg,石灰石粉不同放置位置对Cu、Pb淋出总量的影响不大;不处理污泥中Zn的淋出总量约为364mg,是三个撒施石灰石粉的2.97~6.03倍;Cd的淋出总量为735μg,是石灰石粉处理的5.45~6.65倍。因此撒施石灰石粉控制污泥中Cd、Zn的淋出效果显著。(6)2014年下半年沟施污泥处理与沟施污泥+覆膜处理的干草产量分别可达56.72 t·hm-2、86.66 t·hm-2,是对照的3.84~5.87倍;2015年上半年沟施污泥处理与沟施污泥+覆膜处理的干草产量分别达95.16 t·hm-2、94.62 t·hm-2,是无污泥对照的3.45~3.48倍;2015年下半年两个污泥处理的皇竹草干草产量分别为95.52 t·hm-2、106.31 t·hm-2,是无污泥对照处理的3.26~3.62倍。(7)无污泥对照处理、污泥处理以及污泥+覆膜处理的皇竹草Pb、Cd含量低于国家饲料卫生标准(GB 13078-2001)限值,且养分含量较高,污泥处理的皇竹草可作为有机肥原料或动物饲料利用。(8)沟施污泥种植皇竹草半年后,污泥中的养分含量变化不大;,三个处理的N回收率均超过80%,P回收率约97%~98%,K回收率均高于90%。三个处理的污泥沟Cu回收率均约95%左右;Pb回收率均超过了95%;植物+覆膜处理的Zn回收率最高为93%,无植物对照处理的回收率为88%;无植物处理组的污泥Cd回收率为90%,两个植物处理的污泥Cd回收率均为97%。覆膜处理在一定程度上控制了污泥中重金属的淋出。(9)污泥干化和减量化明显,2014年下半年各处理的污泥含水率均低于50%,植物处理与植物+覆膜处理的污泥减量化分别达到了62.45%、69.98%,2015年上半年植物处理与植物+覆膜处理的污泥减量化分别达到了39.88%、41.94%,2015年下半年植物处理与植物+覆膜处理的污泥减量化分别达到了41.49%、41.66%。
【关键词】：城市污泥 间接农用 重金属 粉蕉 石灰石粉 皇竹草 减量化
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-6
• abstract6-11
• 1 前言11-21
• 1.1 研究背景11
• 1.2 城市污泥农用的研究现状11-19
• 1.2.1 城市污泥农用对土壤环境质量的影响11-14
• 1.2.2 城市污泥农用对作物的影响14-16
• 1.2.3 农用过程中稳定城市污泥重金属的研究进展16-19
• 1.3 研究目的与内容19-21
• 1.3.1 研究目的19-20
• 1.3.2 研究内容20-21
• 2 材料与方法21-28
• 2.1 间接农用城市污泥种植粉蕉的试验21-24
• 2.1.1 仪器设备21
• 2.1.2 供试材料21-22
• 2.1.3 实验设计22-23
• 2.1.4 样品分析测定23-24
• 2.1.5 数据处理与分析24
• 2.2 利用石灰石粉稳定城市污泥重金属的试验24-26
• 2.2.1 仪器设备24-25
• 2.2.2 供试材料25
• 2.2.3 实验设计25-26
• 2.2.4 样品分析测定26
• 2.2.5 数据处理与分析26
• 2.3 间接农用城市污泥种植皇竹草的试验26-28
• 2.3.1 仪器设备26
• 2.3.2 供试材料26-27
• 2.3.3 实验设计27
• 2.3.4 样品分析测定27-28
• 2.3.5 数据处理与分析28
• 3 结果与分析28-64
• 3.1 间接农用城市污泥种植粉蕉的试验结果28-46
• 3.1.1 不同农用方式施用城市污泥对粉蕉的影响28-30
• 3.1.2 不同农用方式施用城市污泥对土壤的影响30-38
• 3.1.3 网袋间接施用城市污泥后污泥性质的变化情况38-46
• 3.2 利用石灰石粉稳定城市污泥重金属的试验结果46-51
• 3.2.1 不同石灰石粉放置方式对污泥淋出液p H的影响46-47
• 3.2.2 不同石灰石粉放置方式对重金属的稳定效果47-51
• 3.3 间接农用城市污泥种植皇竹草的试验结果51-64
• 3.3.1 沟施污泥对皇竹草产量及养分含量的影响51-54
• 3.3.2 沟施污泥对皇竹草重金属含量的影响54-56
• 3.3.3 农用后污泥养分以及重金属含量的变化情况56-59
• 3.3.4 污泥养分和重金属回收情况59-63
• 3.3.5 污泥减量化情况63-64
• 4 讨论与结论64-73
• 4.1 讨论64-71
• 4.1.1 城市污泥不同农用方式安全土地利用年限估算64-68
• 4.1.2 间接施用污泥进行农用的技术可行性分析68-70
• 4.1.3 间接施用污泥进行农用的经济和环境效益分析70-71
• 4.2 有待进一步研究的问题71
• 4.3 结论71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-79
• 附录 A 在读期间发表学术论文及申请专利情况79-80
• 附录 B 部分实验照片80-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 Gulsen Tozsin;;Inhibition of acid mine drainage and immobilization of heavy metals from copper flotation tailings using a marble cutting waste[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2016年01期

2 许田芬;崔理华;吴启堂;孙岩;胡启智;;污泥淋溶器的改进对重金属淋溶行为的影响[J];环境工程学报;2015年02期

3 林晓燕;王慧;王浩;陈诚;吴启堂;卫泽斌;罗赢鹏;陈晓红;;利用皇竹草处理城市污泥生产植物产品[J];生态学报;2015年12期

4 樊小林;李进;;碱性肥料调节香蕉园土壤酸度及防控香蕉枯萎病的效果[J];植物营养与肥料学报;2014年04期

5 马闯;赵继红;张宏忠;魏明宝;叶长明;;城市污泥土地利用安全施用年限估算[J];环境工程;2014年06期

6 刘秀珍;马志宏;赵兴杰;;不同有机肥对镉污染土壤镉形态及小麦抗性的影响[J];水土保持学报;2014年03期

7 郑海;易自成;黎俏文;骆世明;李锦开;黎华寿;;多功能作物皇竹草引种的环境风险评价[J];农业环境科学学报;2014年02期

8 黑亮;朱小平;廖黎莉;叶伟聪;韩红艳;王金裕;;利用污泥作为广东赤红壤种植作物肥源的方法研究[J];广东农业科学;2013年23期

9 唐继高;梁应林;李洪曙;;皇竹草不同追肥水平产草量试验[J];中国畜牧兽医文摘;2013年04期

10 王成刚;钱排峰;;不同施氮量对皇竹草生长的影响[J];安徽农业科学;2012年33期

  本文关键词：广州城市污泥间接农用效果研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：284039