污泥堆肥用于沙荒地土壤改良效能与污染物在环境介质中的变化规律研究

发布时间：2017-03-30 09:21

  本文关键词：污泥堆肥用于沙荒地土壤改良效能与污染物在环境介质中的变化规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：污泥堆肥化被认为是污泥资源化的一条有效途径,而将堆肥产品施用于大面积的沙荒地一方面可以解决城市污泥的出路问题,另一方面还能改良沙荒地土壤结构,改善周边生态环境。但污泥堆肥施用后对沙荒地土壤理化性质的影响如何、是否能有效促进植物的生长、污泥堆肥中的重金属和多环芳烃等污染物是否会给土壤、水体等环境介质带来潜在威胁等一系列问题都值得关注。本文以北京市大兴区庞各庄污泥堆肥厂生产的污泥堆肥为研究对象,通过温室盆栽实验研究了污泥堆肥不同比例施用对沙荒地土壤理化性质及植物生长情况的影响。同时,结合污泥堆肥永定河沙荒地利用时各环境介质中重金属、多环芳烃的变化规律监测结果,为污泥堆肥用于沙荒地土壤改良提供理论参考和实践支持。通过盆栽试验研究了污泥堆肥四种施用比例(0、10%、25%、50%)对沙荒地土壤理化性质及高羊茅和黑麦草生长的影响,结果表明：污泥堆肥的施用,使混配土壤pH值向高羊茅和黑麦草适宜生长的pH范围(6.0-7.0)变化,土壤电导率随着施肥比例的增大有显著的增加,当施肥比例为10%、25%、50%时,土壤电导率分别为不施肥沙土的11.93、12.66、19.81倍；施用污泥堆肥后沙荒地土壤中TN、TP、TK及有机质含量均显著升高,施肥比例为10%、25%、50%的沙土中有机质含量分别是不施肥沙土的3.69、4.22、5.65倍。污泥堆肥的施入有利于高羊茅及黑麦草对营养元素氮、磷、钾的吸收,进而促进了二者的生长,但是这种促进作用在试验初期较为缓慢,直到试验后期方才显现出来。结合北京市万亩大造林工作,在北京市大兴区永定河河床沙荒地开展两部分现场试验,以污泥堆肥施用场地范围内的各环境介质(土壤、地表水、地下水环境及植物枝、叶)为考察目标,通过对施用不同比例污泥堆肥的场地进行连续的采样监测,分析重金属和多环芳烃的变化规律,结果表明：无论采用穴施还是混合翻耕的方式施用污泥堆肥,随着施用时间的推移,相对于沙荒地土壤本底而言,几种重金属和多环芳烃均在一定程度上出现了累积,使得土壤质量无法在短期内恢复至原有水平；地表径流中重金属含量与雨水本底含量有关；在短期内没有出现重金属迁移进入地下水的情况,但由于重金属污染的滞后性,短期的监测结果并不能排除重金属对地下水的威胁；地表径流、地下水中只有2-3环低分子量、高水溶性的六种PAHs被检出,随着施肥量的增加,地表径流中PAHs质量浓度也随之增加,但其浓度随时间的变化规律不是特别明显,此外,混合翻耕较穴施而言,更容易造成土壤中PAHs随地表径流向水体迁移；而短期施用污泥堆肥场地三种植物枝、叶中重金属和PAHs的含量并未产生规律性影响。
【关键词】：污泥堆肥 沙荒地 土壤改良 重金属 多环芳烃 环境风险
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;X144
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 课题来源10
• 1.2 研究背景10-11
• 1.3 城市污泥堆肥土地利用的研究进展11-12
• 1.3.1 城市污泥堆肥的农田利用现状11
• 1.3.2 城市污泥堆肥在容器育苗栽培基质的利用现状11
• 1.3.3 城市污泥堆肥的林地、绿化地利用现状11-12
• 1.3.4 城市污泥堆肥在退化土地修复的利用现状12
• 1.4 城市污泥堆肥土地利用过程中对土壤理化性质的影响研究12-14
• 1.4.1 城市污泥堆肥土地利用过程中对土壤基本理化性质的影响研究13
• 1.4.2 城市污泥堆肥土地利用过程中对土壤营养物质的影响研究13-14
• 1.5 城市污泥堆肥土地利用过程中对植物生长的影响研究进展14
• 1.5.1 城市污泥堆肥土地利用过程中对草坪草生长的影响14
• 1.5.2 城市污泥堆肥土地利用过程中对树木生长的影响14
• 1.5.3 城市污泥堆肥土地利用过程中对花卉生长的影响14
• 1.6 城市污泥堆肥土地利用过程中重金属和多环芳烃在环境介质中的变化规律研究14-17
• 1.6.1 污泥堆肥土地利用过程中重金属在环境介质中的变化规律研究14-15
• 1.6.2 污泥堆肥土地利用过程中多环芳烃在环境介质中的变化规律研究15-17
• 1.7 沙荒地的治理现状17
• 1.8 本课题研究目的意义、研究内容和技术路线17-20
• 1.8.1 研究目的意义17-18
• 1.8.2 研究内容18
• 1.8.3 技术路线图18-20
• 2 实验材料与方法20-31
• 2.1 实验材料20-24
• 2.1.1 实验仪器20-21
• 2.1.2 实验试剂21
• 2.1.3 供试材料21-24
• 2.2 实验方法24-27
• 2.2.1 样品预处理24
• 2.2.2 样品检测方法24-27
• 2.3 实验方案27-30
• 2.3.1 盆栽实验27
• 2.3.2 现场试验27-30
• 2.4 统计分析30-31
• 3 污泥堆肥施用对沙荒地土壤理化性质的影响31-37
• 3.1 污泥堆肥施用对沙荒地土壤理化性质的影响31-32
• 3.1.1 污泥堆肥施用对沙土基本理化性质的影响31-32
• 3.1.2 污泥堆肥施用对沙土中营养元素与有机质含量的影响32
• 3.2 不同施肥比例下土壤各理化指标随时间变化规律32-35
• 3.2.1 不同施肥比例下土壤pH值与EC值随时间变化规律32-33
• 3.2.2 不同施肥比例下土壤中营养元素与有机质含量随时间变化规律33-35
• 3.3 本章小结35-37
• 4 污泥堆肥施用对植物生长的影响37-42
• 4.1 污泥堆肥施用对高羊茅生长的影响37-39
• 4.1.1 污泥堆肥施用对高羊茅株高的影响37
• 4.1.2 污泥堆肥施用对高羊茅生物量的影响37-38
• 4.1.3 污泥堆肥施用对高羊茅中营养元素含量的影响38-39
• 4.2 污泥堆肥施用对黑麦草生长的影响39-41
• 4.2.1 污泥堆肥施用对黑麦草株高的影响39-40
• 4.2.2 污泥堆肥施用对黑麦草生物量的影响40
• 4.2.3 污泥堆肥施用对黑麦草中营养元素含量的影响40-41
• 4.3 本章小结41-42
• 5 污泥堆肥沙荒地施用过程中重金属和多环芳烃在环境介质中的变化规律研究42-69
• 5.1 污泥堆肥沙荒地施用过程中重金属在环境介质中的变化规律42-60
• 5.1.1 污泥堆肥沙荒地施用过程中重金属在土壤环境中的变化规律研究43-52
• 5.1.2 污泥堆肥施用过程中重金属在地表水体中的变化规律研究52-55
• 5.1.3 污泥堆肥施用过程中重金属在地下水中的变化规律研究55
• 5.1.4 污泥堆肥施用过程中重金属在植物枝、叶中的变化规律研究55-60
• 5.2 污泥堆肥施用过程中PAHs在环境介质中的变化规律研究60-67
• 5.2.1 污泥堆肥施用过程中PAHs在土壤环境中的变化规律研究60-64
• 5.2.2 污泥堆肥施用过程中PAHs在地表水体中的变化规律研究64-66
• 5.2.3 污泥堆肥施用过程中PAHs在地下水中的变化规律研究66
• 5.2.4 污泥堆肥施用过程中PAHs在植物枝、叶中的变化规律研究66-67
• 5.3 本章小结67-69
• 6 结论及建议69-70
• 6.1 结论69
• 6.2 建议69-70
• 参考文献70-79
• 个人简介79-80
• 导师简介80-81
• 获得成果目录清单81-82
• 致谢82-83
• 附图83-97

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