植物对城市污泥中重金属富集效果的研究

论文摘要

本文采用污水处理厂污泥种植观赏性植物,利用所种植物吸附污泥中的重金属,降低城市污泥中的重金属含量,使污泥得到合理的利用。由于城市污泥中不仅含有有害物质,还含有大量的N、P、K等对植物生长有益的物质,所以将污泥农用是有效解决城市污泥的方法,也是符合我国国情的处理方法。本文探索性的从农艺价值的角度出发,对于污泥的合理利用加以实践,评价其农用的风险,并指出其中存在的一些问题。初探城市污泥添加量不同时,重金属对植物生长状况的影响及植物中重金属富集的规律。希望以此来实现降低处理城市污泥的成本,同时又能产生一定的经济效益的目的,为城市污泥利用的研究提供依据。在前人研究的基础上,对植物中重金属的富集效果作进一步研究。主要针对城市污泥中含量最高的锌和含量较高的铜,试图找到对植物生长最有利的城市污泥与土壤混合的比例。同时对比两种植物,比较出对重金属富集效果相对较好的植物。试验结果表明:(1)城市污泥的添加量在一定范围内,对植物的正常生长情况不产生影响。在对植物中丙二醛、叶绿素及根长、株高、鲜重等的测定结果中表明,城市污泥中的营养成分被植物很好的吸收利用,丙二醛的含量随添加量增加而减少,叶绿素含量则随添加量增加而增大。添加城市污泥的植物在长势上呈现先抑后扬的趋势,而植株也随着添加量的增大,比相应的空白试验长势更好。重金属的含量增加并没有抑制植物的正常生长,反而是城市污泥中的营养成分给植物带来了肥料,植物生长更加显著。(2)重金属在植物体内的富集效果。试验结果表明:重金属锌在植物体内富集比较有规律,随着时间与添加量的增长而增长。而重金属铜在植物体内的富集量无显著变化趋势。富集量也随时间的推移而增加,但不随添加量的增大而增加。两种植物中,苜蓿各盆栽的锌的富集效果随添加量变化极显著,随时间的富集效果变化趋于平缓。经对比,苜蓿更适合做锌的富集植物。而两种植物都不适合做铜的富集植物。(3)土壤中重金属的残留。在盆栽试验最后测定土壤中重金属含量,结果显示:大部分添加的城市污泥中的重金属还残留在土壤中。铜的残留率大于锌,而锌的残留量与添加量成正比。但是并没有造成对土壤的污染,重金属铜、锌含量都符合《土壤环境质量标准》中二级标准限制的要求。(4)经运用单项污染指数法计算,城市污泥中重金属铜、锌含量超过了《农用污泥中污染物控制指标》,但是按比例添加在土壤里之后,经植物对其重金属进行富集后,符合《土壤环境质量标准》中的二级标准。这说明本试验中的城市污泥与土壤混合质量比,是可行的。种植观赏植物,重金属不会经过食物链进入人体。将污泥农用不仅减少了城市垃圾的处理费用,还能创造一定的经济价值。本试验为污泥农用提供一些理论和试验上的支持,为城市污泥用于农业肥的配比情况提供依据,也为研究把城市污泥变废为宝,创造经济价值提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 城市污泥的来源及产生现状
• 1.1.1 城市污泥的来源
• 1.1.2 城市污泥的产生现状
• 1.2 城市污泥的性质
• 1.2.1 城市污泥的基本性质
• 1.2.2 城市污泥中的重金属
• 1.3 城市污泥的处理现状及趋势
• 1.3.1 城市污泥的处理现状
• 1.3.2 城市污泥处理的趋势
• 1.4 重金属对植物的危害
• 1.4.1 金属铜对植物生长发育的影响
• 1.4.2 金属锌对植物生长发育的影响
• 1.5 植物富集重金属的机理
• 1.6 研究内容、目的及意义
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究目的
• 1.6.3 研究意义
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.1.1 供试土样
• 2.1.2 供试植物
• 2.2 试验设计
• 2.3 样品的采集及制备
• 2.3.1 土壤样品的采样及样品制备
• 2.3.2 植物样品的采样及样品制备
• 2.4 主要仪器与试剂
• 2.4.1 试验主要仪器
• 2.4.2 主要试剂
• 2.5 分析方法
• 2.5.1 样品前处理
• 2.5.2 植物的农艺性状
• 2.5.3 植物中丙二醛含量的测定
• 2.5.4 植物中叶绿素含量的测定
• 2.5.5 植物与土壤中重金属含量的测定
• 3 结果与讨论
• 3.1 城市污泥中的重金属对植物生长的影响
• 3.2 城市污泥中的重金属对植物体内丙二醛的影响
• 3.3 城市污泥中的重金属对植物体内叶绿素的影响
• 3.4 城市污泥中的重金属在植物体内吸收和累积的研究
• 3.5 城市污泥中的重金属在土壤中的残留
• 3.6 城市污泥农用的风险评价
• 4 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历