淋洗后污泥对蔬菜种子生长及土壤化学性质的影响

发布时间：2020-11-22 05:02

　　 本文以武汉城市污水处理厂的2个脱水污泥样品(SA、SB)为研究对象,经过皂角苷和柠檬酸联合淋洗后,分析污泥中有机质和营养元素(N、P、K)及重金属(Cd、Cu、Ni、Pb、Zn、Cr)的变化;研究淋洗前后污泥以不同比例(5%、10%、20%、50%)添加到土壤中对萝卜、小白菜、生菜种子的发芽率、发芽指数、根伸长的影响,以及对小白菜植株生长的影响。并探讨添加污泥的土壤种植小白菜前后其营养元素、酶活性(脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶)、重金属及其形态的变化;通过土壤肥力指数(IFI)来分析施用污泥后土壤的肥力水平,运用地积累指数(I_(geo))评价重金属的污染程度,为污泥的合理农用提供科学的理论依据。主要研究结果如下:淋洗后污泥中的有机质、氮磷钾均有不同程度的下降,其中以磷的变化幅度最大,与原污泥相比,淋洗污泥中全磷减少63.0%-68.0%,速效磷减少80.0%-84.4%。钾的变化不大。污泥淋洗后Cd、Cu、Ni、Pb、Zn、Cr含量均降低,其中对Cu的去除效果较好,可达30%以上,对Ni的去除效果较差,两种污泥均低于20%。两种污泥SA、SB中的重金属去除效果各不相同,SA中重金属去除率大小为ZnCdCuCrNiPb;SB中重金属去除大小为CuPbCdCrZnNi。随污泥添加量(5%-50%)的增加,萝卜、小白菜、生菜种子的发芽率降低。污泥添加量为5%时,三种蔬菜种子的发芽率高于对照(CK);污泥添加量为50%时,萝卜种子的发芽率低于50%。淋洗后污泥对种子的毒害作用减小,淋洗污泥添加量为50%时,三种蔬菜的发芽率均在90%以上。淋洗污泥即使在高添加量(50%)下对种子发芽指数有良好的影响,萝卜种子在淋洗污泥添加量为50%时的发芽指数可达29.55,是未淋洗污泥处理的3倍。污泥对三种蔬菜种子发芽指数的影响从大到小为:萝卜生菜小白菜。污泥对根长的影响要远大于发芽率和发芽指数,其中对小白菜根长的不良影响最为显著,污泥添加量为5%时,小白菜的根伸长抑制率已达40%。与未淋洗污泥相比,添加淋洗污泥后,三种蔬菜的根伸长抑制率增大。添加污泥后,土壤中的有机质、碱解N、速效磷、速效K均显著增加,与未淋洗污泥相比,添加淋洗后污泥的土壤中各养分较低,但仍远高于CK。种植小白菜后各养分含量降低。添加污泥增加了土壤中Cd、Cu、Ni、Pb、Zn、Cr的含量,其中Cd含量变化较大,最大的增幅为48.3%。而添加淋洗后污泥的土壤中各重金属含量多数在我国土壤标准限值内。污泥添加量为2%的处理中,小白菜体内的Ni、Cr含量超过我国的蔬菜重金属含量标准,而添加淋洗后污泥的小白菜中各重金属含量均未超标,且富集系数1。与未淋洗污泥相比,添加淋洗后污泥的土壤中各重金属的形态变化不大,多为可还原态减少、残渣态增加。添加污泥增加了土壤中脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,但磷酸酶的活性有所降低。污泥对脲酶活性的影响最大,添加5%SB污泥处理的土壤中脲酶活性可达CK的6.4倍。与未淋洗污泥相比,添加淋洗污泥的各处理土壤中,四种酶活性均降低。添加污泥后,土壤中的各养分增加,土壤肥力从贫瘠(IFI为0.32)上升到一般-肥沃水平(IFI为1.16-1.66)。未淋洗污泥中的重金属含量较高,其中Cd的地积累指数最大,属于极严重污染水平;淋洗后污泥中的重金属地积累指数降低。淋洗污泥添加量为2%的处理中,六种重金属的地积累指数均小于0,为无污染水平;淋洗污泥添加量为5%处理的Cd与Cu的Igeo值大于0,但相对风险较低。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S63;S153
【部分图文】：

图 1 添加淋洗前后污泥的三种蔬菜的根伸长抑制率Fig.1 Root elongation inhibition rate added with sludge before and after leaching洗前后污泥对小白菜的影响 小白菜的长势察小白菜生长情况发现，SB 污泥中 2%处理与淋洗污泥 LSB 中，LSB-2%理的小白菜最先发芽。盆栽 10d，污泥添加量为 5%处理的发芽，10%处理淋洗污泥中，LSB-5%处理的长势与 CK 相比略差，LSB-10%处理的小白小苗期，且叶片微黄，叶面积较小，茎短且细。SB-2%与 LSB-2%处理的 15 天，SB-5%处理的小白叶片开始发黄，出现严重滞长，部分出现死亡，LSB-5%与 LSB-10%的盆内小白菜叶片发黄，出现萎蔫现象。盆栽 20d，淋洗污泥 LSB 中 LSB-5%、LSB-10%处理的小白菜均死亡，而 SB-2%与 L

图 2 添加淋洗前后污泥 SB 后小白菜的生物量ig.2 The biomass of Cabbage added with sludge SB before and after leac中的重金属含量后重金属在小白菜中的积累情况见表 11。SB-2%与 LSB- Cd 与 Pb 含量较低，均未检出。SB-2%处理的小白菜干植家食品中污染物限量标准（GB15618-2017），Cu 的含量达LSB-2%处理的盆栽小白菜中 Cd、Cu、Ni、Pb、Zn、Cr 含量标准内。各重金属元素在小白菜中富集能力大小顺序为 和 Zn 的富集要远大于其他重金属，这与于瑞莲（2011）与同。表 11 添加污泥 SB 前后重金属在小白菜中的积累（mg/kg）Table 11Accumulation of heavy metals in cabbage after adding sludge

淋洗后污泥对蔬菜种子生长及土壤化学性质的影响处理的降低幅度最大，约 42.0%。盆栽后各处理速效 K 含量的变化同盆栽前。种植小白菜后，各处理的速效 K 含量均显著降低。整体来看，添加污泥后土壤中的养分均显著增加，且随污泥添加量的增加而增大。污泥淋洗后会造成养分的损失，但仍高于 CK。与盆栽前相比，对照土中的养分变化不显著（速效 K 除外），而添加污泥 SB-5%与 LSB-5%处理的则显著下降，说明添加适量污泥可以促进小白菜对养分的吸收。
【参考文献】

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本文编号：2894165