城市污泥应用于矮牵牛栽培的试验研究

论文摘要

本文采用南昌市青山湖污水处理厂污泥作为基质,种植观赏性植物——矮牵牛探索性的从园林利用价值的角度出发,对于污泥的合理利用加以实践。研究在污泥添加量不同的情况下,矮牵牛的生长状况和矮牵牛对重金属富集的规律,以及污泥园林利用带来的环境影响。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。本文在分析青山湖污水处理厂污泥基本性质的基础上,以污泥、木屑、煤渣的不同体积配比,设计了六个处理和一个对照样：污泥+木屑+煤渣（1：1：1）、（2：2：1）、（2：1：1）、（3：1：1）、（3：2）、（3：2）；对照样：园林土壤。六个不同处理经堆肥后,进行盆栽试验,经过一定的生长周期,测定基质土壤中Zn、Cu、Cd、Pb、Cr含量以及矮牵牛生长状况指标。通过浸出试验和盆栽试验,探讨了不同污泥投加量对环境的影响及在园林利用中的可行性。取得的主要结论如下：（1）生污泥与木屑、煤渣混合堆肥后,不同基质土壤中的速效N、P、K及有机质含量与对照样园林土相比,都显著性增加了,表明污泥有利于提高基质土壤的肥力。且基质土壤中重金属的含量会随着污泥施加量的增加而增加,但都未超过《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（CJ248-2007）标准限值。并且通过变异系数的分析,表明基质土壤诸多性状方面变异十分丰富,可以通过投加适当的污泥量使得这些性状获得不同程度的提高。通过相关性分析,可知,基质土壤诸多性状当中彼此之间存在着相互制约的关系,只有使其达到一定的平衡,才能使基质土壤的综合性能最佳。（2）通过对矮牵牛生长情况的监测表明,污泥堆肥施加量与矮牵牛生长之间存在剂量效应关系。在一个生长期内,矮牵牛在基质土壤3中生长发育最好。当矮牵牛在基质土壤4中种植时,其生长受到抑制。同时,对照组园林土壤中营养物质缺乏,矮牵牛长势不良。并通过相关性分析可知,矮牵牛生长与污泥中的速效N、速效P、速效K存在显著相关性。（3）重金属Zn和Cu在植物体内的富集比较有规律,随着污泥施加量的增加,矮牵牛体内的富集量也随之增大,且差异性显著。对于Cd、Pb和Cr,随着污泥施加量的增加,矮牵牛体内的富集量也随之增大,但当污泥施加量所占体积超过50%时,富集能力到达极限。通过对富集系数的计算,得出矮牵牛对Zn的富集效果最好,但矮牵牛对不同重金属Cu、Zn、Cr、Pb、Cd的富集能力差异不显著。（4）基质土壤种植完矮牵牛后,土壤中残留重金属含量随污泥施加量增加而增加,但均符合《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中三级标准。通过残留率的求得,可知Pb、Cd和Cr的残留率明显高于Cu和Zn。且对照样园林土壤中的金属Pb、Cd和Cr残留率最高。除对照组外,随着基质土壤中城市污泥含量的增加,基质土壤中的金属Zn和Cu残留率逐渐下降。基质土壤中Pb、Cd和Cr的残留率不完全随添加量的变化而变化,但是当基质土壤中污泥量含量最大时,残留率最大。并通过相关性分析可知,Pb、Cu、Zn、Cr、Cd在基质土壤中残留量的相关性都较显著,这说明这几种元素存在着复合污染。（5）浸出实验的结果表明,基质土壤中浸出的重金属浓度随着基质土壤中城市污泥的添加量的增加而浓度也随之增加,但均都低于《危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别》（GB5085.3-1996）中的浸出毒性鉴别值,对环境造成影响较小。通过浸出率的求得,可知,在城市污泥园林利用中,重金属对环境造成污染的潜在性由大到小排列顺序为Cu>Zn>Pb>Cr>Cd。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 城市污水处理厂污泥研究概况
• 1.1.1 城市污水处理厂污泥的产生现状
• 1.1.2 城市污泥的性质特征
• 1.2 城市污泥处理现状
• 1.2.1 国内外城市污泥处理现状
• 1.2.2 国内外城市污泥处理处置分析
• 1.2.3 污泥处理利用及发展趋势
• 1.3 污泥在园林花卉上的应用现状
• 1.3.1 国内污泥在园林花卉上的应用现状
• 1.3.2 国外污泥在园林花卉上的应用现状
• 1.3.3 污泥园林花卉利用需注意的问题
• 1.4 论文研究的目的及意义
• 1.5 论文研究的内容
• 1.6 技术路线
• 1.7 污泥园林花卉利用的可行性
• 1.8 植物富集重金属的机理
• 第二章 青山湖污水处理厂污泥的特性分析
• 2.1 青山湖污水处理厂污泥处理现状
• 2.2 青山湖污水处理厂污泥成分分析
• 2.2.1 污泥中的营养成分
• 2.2.2 污泥中的重金属成分
• 2.3 青山湖污水处理厂污泥园林利用的可行性
• 2.4 小结
• 第三章 生污泥与木屑、煤渣混合堆肥后特性的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验方法
• 3.1.3 测定及分析方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 堆肥后基质土壤中养分含量的分析
• 3.2.2 堆肥后基质土壤中重金属含量的分析
• 3.2.3 堆肥后基质土壤的物理性状分析
• 3.2.4 变异系数分析和相关性分析
• 3.3 小结
• 第四章 不同配比的污泥对矮牵牛生长的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验方法
• 4.1.3 分析方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 不同污泥施加量对开花数的影响
• 4.2.2 不同污泥施加量对株高的影响
• 4.2.3 不同污泥施加量对地径的影响
• 4.2.4 不同污泥堆肥施加量对植物鲜重和干重的影晌
• 4.2.5 不同污泥施加量对花生长的相关性分析
• 4.3 小结
• 第五章 不同配比污泥中的重金属在植物体内吸收和累积的研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 试验方法
• 5.1.3 分析方法
• 5.2 试验结果与分析
• 5.2.1 植物体中重金属吸收和累积含量的分析
• 5.2.2 矮牵牛对不同重金属的富集系数
• 5.3 小结
• 第六章 不同配比的污泥中重金属对环境的影响
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 试验材料
• 6.1.2 试验方法
• 6.1.3 分析方法
• 6.2 试验结果与分析
• 6.2.1 不同污泥施加量的基质土壤中重金属的残留
• 6.2.2 不同污泥施加量的基质土壤中重金属残留率的分析
• 6.2.3 不同污泥施加量的基质土壤中重金属的浸出毒性分析
• 6.2.4 不同污泥施加量的基质土壤中重金属浸出率的分析
• 6.3 小结
• 第七章 结论
• 7.1 主要结论
• 7.1.1 生污泥与木屑、煤渣混合堆肥后特性的研究
• 7.1.2 不同配比的污泥对矮牵牛生长的影响
• 7.1.3 重金属在植物体内吸收和累计的研究
• 7.1.4 不同配比的污泥对环境的影响
• 7.2 展望与不足之处
• 7.3 创新
• 参考文献
• 致谢