污泥堆肥改性黄土—马铃薯系统中磷、钾及重金属的迁移研究
发布时间：2021-06-02 21:00
日渐增多的城市生活污泥的处理处置已成为困扰科学界和各国政府的一个难题。在众多解决方案中,污泥土地改良利用具有先天的优势,成为合理且有效的手段之一。将污泥进行土地利用以及在此过程中重金属的富集迁移规律是当今学术界的一个热点研究问题。本研究选取镉、铅、铜、锌和镍作为重金属研究对象,还选取磷和钾作为营养元素研究对象,利用马铃薯盆栽试验,较为系统地探讨了施用污泥堆肥的混合土壤中磷、钾及重金属的富集迁移和生物效应。研究结果表明:1、添加污泥堆肥对黄土起到了良好的改性作用并促进了马铃薯的生长,茎叶和块茎的干重分别增加了183.4%和232.8%,另外,污泥堆肥增强了磷和钾在混合土壤中的溶解性,从而促进了马铃薯对磷和钾的吸收,马铃薯各部位中磷与钾的浓度分别平均升高了94.9%和252.3%。2、添加污泥堆肥显著提高了混合土壤中重金属（镉、铅、铜、锌和镍）的活性态比例和含量,促进了马铃薯对重金属的吸收及富集;DTPA提取态重金属具有较高的植物可利用性;马铃薯对重金属的吸收受到混合土壤的有机质、DOC、pH以及碳酸盐的重要影响。3、添加外源镉（混合土壤中镉含量最高为12.6 mg/kg）显著提高了混合土...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究进展及存在的问题
1.2.1 城市污泥的土地改良处置概况
1.2.2 污泥土地利用过程中土壤重金属的化学行为和植物吸收
1.2.3 重金属对磷和钾在土壤中移动性和植物吸收的影响
1.2.4 镉在土壤中的化学行为及植物吸收
1.3 研究目标和内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.4 拟解决的关键问题
1.5 研究特色及创新点
1.5.1 研究特色
1.5.2 创新点
1.6 技术路线
第二章 材料与方法
2.1 研究区概况
2.2 供试材料
2.3 试验设计
2.3.1 污泥堆肥对黄土的改性试验
2.3.2 添加外源镉的混合土壤中镉、磷、钾的迁移性试验
2.4 试验样品预处理
2.4.1 马铃薯样品采集和预处理
2.4.2 土壤样品的采集和预处理
2.5 样品分析
2.5.1 植物样品分析
2.5.2 土壤样品分析
2.5.3 样品测试
2.6 试验仪器和试剂
2.6.1 主要化学试剂
2.6.2 主要试验仪器
2.7 质量控制
2.8 数据的统计分析
2.8.1 生物富集系数
2.8.3 饮食摄入污染物暴露模型
2.8.4 危险商
第三章 污泥堆肥对黄土性质的影响
3.1 混合土壤理化性质的改变
3.2 马铃薯干物质的积累情况
3.3 混合土壤中水溶性磷和水溶性钾的变化
3.4 污泥堆肥对马铃薯吸收富集磷和钾的影响
3.5 小结
第四章 改性后黄土中重金属的形态分布及植物可利用性
4.1 马铃薯收获前后混合土壤一些性质的对比
4.2 污泥堆肥对重金属在混合土壤中赋存形态的影响
4.2.1 污泥堆肥对重金属形态组成的影响
4.2.2 污泥堆肥对重金属的单步提取态的影响
4.3 污泥堆肥对马铃薯吸收重金属的影响
4.3.1 污泥堆肥对马铃薯中重金属含量的影响
4.3.2 污泥堆肥对马铃薯中重金属生物富集系数的影响
4.4 重金属的植物可利用性评估
4.5 马铃薯块茎中重金属的饮食摄入评估
4.6 小结
第五章 外源镉对改性黄土中镉的迁移及生物有效性的影响
5.1 外源镉对马铃薯生长的影响
5.2 外源镉对改性黄土中镉的赋存形态的影响
5.2.1 外源镉对改性黄土中镉形态组成的影响
5.2.2 外源镉对改性黄土中镉的单步提取态的影响
5.3 外源镉对改性黄土中生长的马铃薯吸收镉的影响
5.3.1 外源镉对马铃薯中镉含量的影响
5.3.2 外源镉对马铃薯中镉生物富集系数的影响
5.4 外源镉对镉的植物可利用性的影响
5.5 小结
第六章 外源镉对改性黄土中磷和钾的迁移性的影响
6.1 外源镉对改性黄土中水溶性磷的影响
6.2 外源镉对改性黄土中生长的马铃薯吸收磷的影响
6.3 外源镉对改性黄土中水溶性钾的影响
6.4 外源镉对改性黄土中生长的马铃薯吸收钾的影响
6.5 小结
第七章 创新点、结论与展望
7.1 结论
7.2 研究展望
参考文献
在学期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同水稻品种对镉的吸收转运及其非蛋白巯基含量的变化[J]. 李江遐,张军,马友华,高飞,蔡慢弟. 生态环境学报. 2017(12)
[2]镉对紫叶生菜生长及矿质元素吸收的影响[J]. 龙俊霞,陈慧琼,陈晓东. 现代农业科技. 2017(23)
[3]土壤镉污染对箭筈豌豆生长、镉积累和营养物质吸收的影响[J]. 芮海云,沈振国,张芬琴. 作物杂志. 2017(06)
[4]镉胁迫对垂柳镉、铁、锰的吸收及生理特性的影响[J]. 欧阳洁,李斌彬,王嘉玥,吴航枫,刘祥君,邹金华. 天津师范大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]蔬菜对重金属镉的累积效应研究进展[J]. 庞雪敏,徐劼,邹圆,陈锡生. 广州化工. 2017(08)
[6]典型土壤不同提取态Cd与水稻吸收累积的关系[J]. 陈齐,邓潇,陈珊,侯红波,彭佩钦,廖柏寒. 环境科学. 2017(06)
[7]镉对植物生长的影响和植物耐镉机制研究进展[J]. 俞萍,高凡,刘杰,梁琼,韩莹琰,王敬贤,贾月慧. 中国农学通报. 2017(11)
[8]污泥堆肥对黄梁木幼苗生长和元素吸收的影响[J]. 储双双,童馨,王文瑞,莫其锋,陈晓阳,曾曙才. 应用生态学报. 2017(05)
[9]镉污染区水稻土磷素含量特征及其形态分布规律[J]. 李烨,孙约兵,徐应明,张贵龙. 环境化学. 2017(03)
[10]添加造纸污泥对土壤-白萝卜系统中镉迁移的影响[J]. 陈珊,刘妍,陈齐,邓潇,彭佩钦,廖柏寒. 环境工程学报. 2017(03)
博士论文
[1]施用污泥堆肥对黄土性质及镉铜锌生物有效性的影响研究[D]. 金诚.兰州大学 2017
[2]苹果砧木对重金属镉吸收、富集及耐受机制研究[D]. 周江涛.沈阳农业大学 2017
[3]城市污泥农用的可行性及风险评价研究[D]. 李琼.首都师范大学 2012
[4]小麦根系非选择性阳离子通道（NSCCs）在钾离子跨膜转移的地位和作用[D]. 王玉倩.扬州大学 2010
[5]土壤、作物及微生物对污泥施用及Pb、Cd污染的反应[D]. 谭启玲.华中农业大学 2004
硕士论文
[1]不同玉米品种对镉的吸收和转运差异性研究[D]. 辛艳卫.沈阳农业大学 2017
[2]重金属离子对玉米根系非选择性阳离子通道（NSCCs）钾转移的影响[D]. 崔玲.贵州师范大学 2017
[3]不同镉来源方式对水稻中镉的吸收与原位阻控剂的研究[D]. 龙思斯.湖南农业大学 2016
[4]污泥对废矿地樟子松的生理特征及重金属吸收特征的影响[D]. 刘洋.辽宁大学 2016
[5]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[D]. 杨桐桐.北京林业大学 2016
[6]污泥生物炭作为吸附剂和酸性土壤改良剂的可行性研究[D]. 施川.北京林业大学 2016
[7]镉胁迫和磷酸盐水平对水稻镉积累特性的影响[D]. 赵艳玲.中国农业科学院 2016
[8]生活污泥改良滩涂土壤过程中重金属环境效应的探索研究[D]. 朱晓雯.扬州大学 2016
[9]块根、块茎类植物修复土壤铅、镉污染的试验研究[D]. 武倩倩.中国矿业大学 2014
[10]污泥基生物炭制备表征及土壤改良应用研究[D]. 姜秀艳.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3210744
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究进展及存在的问题
1.2.1 城市污泥的土地改良处置概况
1.2.2 污泥土地利用过程中土壤重金属的化学行为和植物吸收
1.2.3 重金属对磷和钾在土壤中移动性和植物吸收的影响
1.2.4 镉在土壤中的化学行为及植物吸收
1.3 研究目标和内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.4 拟解决的关键问题
1.5 研究特色及创新点
1.5.1 研究特色
1.5.2 创新点
1.6 技术路线
第二章 材料与方法
2.1 研究区概况
2.2 供试材料
2.3 试验设计
2.3.1 污泥堆肥对黄土的改性试验
2.3.2 添加外源镉的混合土壤中镉、磷、钾的迁移性试验
2.4 试验样品预处理
2.4.1 马铃薯样品采集和预处理
2.4.2 土壤样品的采集和预处理
2.5 样品分析
2.5.1 植物样品分析
2.5.2 土壤样品分析
2.5.3 样品测试
2.6 试验仪器和试剂
2.6.1 主要化学试剂
2.6.2 主要试验仪器
2.7 质量控制
2.8 数据的统计分析
2.8.1 生物富集系数
2.8.3 饮食摄入污染物暴露模型
2.8.4 危险商
第三章 污泥堆肥对黄土性质的影响
3.1 混合土壤理化性质的改变
3.2 马铃薯干物质的积累情况
3.3 混合土壤中水溶性磷和水溶性钾的变化
3.4 污泥堆肥对马铃薯吸收富集磷和钾的影响
3.5 小结
第四章 改性后黄土中重金属的形态分布及植物可利用性
4.1 马铃薯收获前后混合土壤一些性质的对比
4.2 污泥堆肥对重金属在混合土壤中赋存形态的影响
4.2.1 污泥堆肥对重金属形态组成的影响
4.2.2 污泥堆肥对重金属的单步提取态的影响
4.3 污泥堆肥对马铃薯吸收重金属的影响
4.3.1 污泥堆肥对马铃薯中重金属含量的影响
4.3.2 污泥堆肥对马铃薯中重金属生物富集系数的影响
4.4 重金属的植物可利用性评估
4.5 马铃薯块茎中重金属的饮食摄入评估
4.6 小结
第五章 外源镉对改性黄土中镉的迁移及生物有效性的影响
5.1 外源镉对马铃薯生长的影响
5.2 外源镉对改性黄土中镉的赋存形态的影响
5.2.1 外源镉对改性黄土中镉形态组成的影响
5.2.2 外源镉对改性黄土中镉的单步提取态的影响
5.3 外源镉对改性黄土中生长的马铃薯吸收镉的影响
5.3.1 外源镉对马铃薯中镉含量的影响
5.3.2 外源镉对马铃薯中镉生物富集系数的影响
5.4 外源镉对镉的植物可利用性的影响
5.5 小结
第六章 外源镉对改性黄土中磷和钾的迁移性的影响
6.1 外源镉对改性黄土中水溶性磷的影响
6.2 外源镉对改性黄土中生长的马铃薯吸收磷的影响
6.3 外源镉对改性黄土中水溶性钾的影响
6.4 外源镉对改性黄土中生长的马铃薯吸收钾的影响
6.5 小结
第七章 创新点、结论与展望
7.1 结论
7.2 研究展望
参考文献
在学期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同水稻品种对镉的吸收转运及其非蛋白巯基含量的变化[J]. 李江遐,张军,马友华,高飞,蔡慢弟. 生态环境学报. 2017(12)
[2]镉对紫叶生菜生长及矿质元素吸收的影响[J]. 龙俊霞,陈慧琼,陈晓东. 现代农业科技. 2017(23)
[3]土壤镉污染对箭筈豌豆生长、镉积累和营养物质吸收的影响[J]. 芮海云,沈振国,张芬琴. 作物杂志. 2017(06)
[4]镉胁迫对垂柳镉、铁、锰的吸收及生理特性的影响[J]. 欧阳洁,李斌彬,王嘉玥,吴航枫,刘祥君,邹金华. 天津师范大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]蔬菜对重金属镉的累积效应研究进展[J]. 庞雪敏,徐劼,邹圆,陈锡生. 广州化工. 2017(08)
[6]典型土壤不同提取态Cd与水稻吸收累积的关系[J]. 陈齐,邓潇,陈珊,侯红波,彭佩钦,廖柏寒. 环境科学. 2017(06)
[7]镉对植物生长的影响和植物耐镉机制研究进展[J]. 俞萍,高凡,刘杰,梁琼,韩莹琰,王敬贤,贾月慧. 中国农学通报. 2017(11)
[8]污泥堆肥对黄梁木幼苗生长和元素吸收的影响[J]. 储双双,童馨,王文瑞,莫其锋,陈晓阳,曾曙才. 应用生态学报. 2017(05)
[9]镉污染区水稻土磷素含量特征及其形态分布规律[J]. 李烨,孙约兵,徐应明,张贵龙. 环境化学. 2017(03)
[10]添加造纸污泥对土壤-白萝卜系统中镉迁移的影响[J]. 陈珊,刘妍,陈齐,邓潇,彭佩钦,廖柏寒. 环境工程学报. 2017(03)
博士论文
[1]施用污泥堆肥对黄土性质及镉铜锌生物有效性的影响研究[D]. 金诚.兰州大学 2017
[2]苹果砧木对重金属镉吸收、富集及耐受机制研究[D]. 周江涛.沈阳农业大学 2017
[3]城市污泥农用的可行性及风险评价研究[D]. 李琼.首都师范大学 2012
[4]小麦根系非选择性阳离子通道（NSCCs）在钾离子跨膜转移的地位和作用[D]. 王玉倩.扬州大学 2010
[5]土壤、作物及微生物对污泥施用及Pb、Cd污染的反应[D]. 谭启玲.华中农业大学 2004
硕士论文
[1]不同玉米品种对镉的吸收和转运差异性研究[D]. 辛艳卫.沈阳农业大学 2017
[2]重金属离子对玉米根系非选择性阳离子通道（NSCCs）钾转移的影响[D]. 崔玲.贵州师范大学 2017
[3]不同镉来源方式对水稻中镉的吸收与原位阻控剂的研究[D]. 龙思斯.湖南农业大学 2016
[4]污泥对废矿地樟子松的生理特征及重金属吸收特征的影响[D]. 刘洋.辽宁大学 2016
[5]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[D]. 杨桐桐.北京林业大学 2016
[6]污泥生物炭作为吸附剂和酸性土壤改良剂的可行性研究[D]. 施川.北京林业大学 2016
[7]镉胁迫和磷酸盐水平对水稻镉积累特性的影响[D]. 赵艳玲.中国农业科学院 2016
[8]生活污泥改良滩涂土壤过程中重金属环境效应的探索研究[D]. 朱晓雯.扬州大学 2016
[9]块根、块茎类植物修复土壤铅、镉污染的试验研究[D]. 武倩倩.中国矿业大学 2014
[10]污泥基生物炭制备表征及土壤改良应用研究[D]. 姜秀艳.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3210744
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