發(fā)布時間：2020-08-03 13:02

【摘要】：隨著經濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快,城市污水處理廠數量逐漸增多,城市污泥的產量也在不斷增加。污泥中含有植物生長必需的有機物、氮磷等營養(yǎng)元素,使得其能夠被資源化利用。然而,污泥中也含有大量對環(huán)境有害的重金屬,被直接利用。因此,如何降低污泥重金屬對環(huán)境的危害是解決污泥處理處置和資源化利用的關鍵性問題。本文以合肥市某污水處理廠污泥為研究對象,研究白云石、硫酸亞鐵以及白云石-硫酸亞鐵復合物作為改良劑對污泥重金屬形態(tài)和有效態(tài)的影響,并初步探討了幾種鈍化劑的鈍化機理。通過盆栽試驗,探究了鈍化污泥對青菜生物量及地上部和根部重金屬積累的影響,并對鈍化劑鈍化效果的長期穩(wěn)定性進行了評價。最后,本文開發(fā)了一種利用便攜式血糖儀測定污泥重金屬微生物毒性的方法,并對各種鈍化處理污泥的重金屬毒性進行了測定。主要研究結果如下:1.以合肥市某污水處理廠污泥為研究對象,通過添加白云石、硫酸亞鐵以及白云石-硫酸亞鐵復合物鈍化污泥中的重金屬,評價污泥重金屬的鈍化效果。結果表明:白云石可以提高污泥pH,硫酸亞鐵則降低污泥的pH,白云石和硫酸亞鐵復配添加時,污泥pH變化并不顯著。白云石對污泥中Cu和Cd有較好鈍化作用,硫酸亞鐵對污泥中As具有顯著鈍化作用,白云石和鐵鹽復配對污泥中重金屬CuZn、Cd和As均有顯著鈍化作用。白云石和硫酸亞鐵處理可顯著降低污泥中重金屬有效態(tài)含量,其中以5%白云石和5%硫酸亞鐵復配處理的效果最好,與對照相比,污泥中的有效Cu、Zn、Cd和As分別減少了59.58%、42.26%、40.93%和55.68%。SEM-EDS和Visual MINTEQ模擬結果顯示,白云石中的碳酸根離子能夠與重金屬發(fā)生沉淀反應。2.通過連續(xù)兩茬的盆栽試驗,研究鈍化污泥對青菜生物量及地上部和根部重金屬積累的影響,并評價鈍化劑鈍化效果的長期穩(wěn)定性。研究結果表明:第一茬盆栽試驗中,污泥中添加10%的白云石,青菜的生物量有所增加,白云石和硫酸亞鐵復配對青菜生物量影響不明顯。與對照組相比,污泥中添加白云石和硫酸亞鐵,青菜地上部和根部重金屬含量降低,地上部Cu、Zn、Cd和As最大降幅分別為53.56%、34.51%、57.29和77.04%;第二茬季盆栽試驗中,各處理組青菜生物量顯著增加,青菜地上部和根部重金屬的積累量均顯著增加。對比兩茬青菜重金屬的積累量可以發(fā)現,隨著時間的推移,鈍化劑對污泥重金屬的鈍化效果有所降低。由此可知,白云石和硫酸亞鐵等鈍化劑鈍化效果的長期穩(wěn)定性偏弱。3.開發(fā)了一種利用便攜式血糖儀測定重金屬微生物毒性的方法,評價單一重金屬和二元重金屬的微生物毒性。優(yōu)化試驗結果表明,大腸桿菌對重金屬的毒性更加敏感,30℃的培養(yǎng)溫度和大腸桿菌菌濃度(OD_(600))為2.3時,毒性評價效果最優(yōu)。單一重金屬毒性評價結果顯示Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)和As~(3+)的IC_(50)分別為10.3、12.9、24.3、160.3、2.8和6.9 mg·L~(-1),對大腸桿菌的毒性強弱順序為Hg~(2+)As~(3+)Cu~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+),基于IC_(50)大小,Hg~(2+)對大腸桿菌的毒性最強。在二元重金屬的聯(lián)合毒性評價中,Cu~(2+)+Zn~(2+)、Cu~(2+)+Cd~(2+)和Cu~(2+)+Hg~(2+)顯示出協(xié)同作用,Cu~(2+)+As~(3+)和Cd~(2+)+Zn~(2+)顯示出拮抗作用。4.利用重金屬毒性評價方法分別評價模擬污泥(單一重金屬污染)、實際污泥和鈍化污泥的重金屬毒性。結果表明,單一重金屬(Cu、Zn)污染模擬污泥對大腸桿菌的毒性作用相對較弱。電鍍廠、鋼鐵廠、生活小區(qū)和工業(yè)園污泥對大腸桿菌生長的抑制率分別為57.4%、35.6%、17.7%和48.3%,毒性強弱順序為電鍍廠污泥工業(yè)園污泥鋼鐵廠污泥生活小區(qū)污泥。電鍍廠污泥顯示出最高的微生物毒性,所得結果與預測相同,也證明了這種重金屬毒性評價方法可以很好的測定污泥重金屬的微生物毒性。與對照組相比,鈍化污泥對大腸桿菌生長的抑制作用有所降低,在一定程度上,隨著鈍化劑添加量的增加,鈍化污泥對大腸桿菌生長的抑制作用越小。
【學位授予單位】：安徽農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703;X172
【圖文】：

化性質見表 2-1，白云石的形貌特征以及 XRD 分析見圖 2-1 。通過電鏡掃描圖（圖 2-1（a））可以看出供試白云石表面相對粗糙，呈不規(guī)則的片狀結構，尺寸大約在 5~40 μm，其晶體的形態(tài)和大小與其他一些研究相似[102-103]。使用 Jade 5.0 進行物相檢索分析，圖 2-1（b）中 30.97°、41.38°和 50.45等峰（2θ）為白云石特征衍射峰。通過圖中還可以看出，白云石中含少量方解石等雜質，Pehlivan 等[104]指出白云石中含有少量方解石雜質。

圖 2-2 重金屬微生物毒性評價示意圖atic illustration of heavy metal microbial tox價是根據毒性單元（TU）方法，在 TU 模型中，混合物中的濃度度(IC50)的比值來計算其大小。+C2/IC50(2)+···+Ci/IC50(i)屬的濃度，IC50(i)是各種重金屬價試驗擬污泥的制備的污泥樣品重金屬的含量較高，

此結果表明添加白云石處理后重金屬 Zn 發(fā)生了沉淀作用；添加硫酸亞鐵處理組，僅表現為 Fe 的吸收峰小幅度上升，這可能與處理污泥中添加硫酸亞鐵有關。（a）污泥（b）10%白云石處理污泥ab

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳楠;謝nI;周歆;覃暉;;原位化學淋洗技術對湖南省重金屬復合污染農田土壤處理效果研究[J];安徽農業(yè)科學;2015年28期

2 鄧炳波;田超;司友斌;;合肥市污水處理廠污泥重金屬分布特征及其生態(tài)風險評價[J];環(huán)境污染與防治;2015年08期

3 李真;苗晶晶;潘魯青;;6種重金屬的發(fā)光菌毒性效應及其海洋生物物種敏感度分析[J];海洋環(huán)境科學;2015年02期

4 殷飛;王海娟;李燕燕;李勤椿;和淑娟;王宏鑌;;不同鈍化劑對重金屬復合污染土壤的修復效應研究[J];農業(yè)環(huán)境科學學報;2015年03期

5 姜超強;董建江;徐經年;沈嘉;薛寶燕;祖朝龍;;改良劑對土壤酸堿度和烤煙生長及煙葉中重金屬含量的影響[J];土壤;2015年01期

6 吳烈善;曾東梅;莫小榮;呂宏虹;蘇翠翠;孔德超;;不同鈍化劑對重金屬污染土壤穩(wěn)定化效應的研究[J];環(huán)境科學;2015年01期

7 周國華;;土壤重金屬生物有效性研究進展[J];物探與化探;2014年06期

8 郭廣慧;陳同斌;楊軍;鄭國砥;高定;;中國城市污泥重金屬區(qū)域分布特征及變化趨勢[J];環(huán)境科學學報;2014年10期

9 邢艷帥;喬冬梅;朱桂芬;齊學斌;;土壤重金屬污染及植物修復技術研究進展[J];中國農學通報;2014年17期

10 李劍睿;徐應明;林大松;梁學峰;孫約兵;王林;;農田重金屬污染原位鈍化修復研究進展[J];生態(tài)環(huán)境學報;2014年04期

相關博士學位論文 前2條

1 袁立竹;強化電動修復重金屬復合污染土壤研究[D];中國科學院大學(中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所);2017年

2 徐曉平;5種重金屬對萼花臂尾輪蟲的急性和慢性毒性作用研究[D];安徽師范大學;2014年

相關碩士學位論文 前9條

1 王海新;鋅鎘超積累植物東南景天對鎳的耐性與積累機制[D];浙江大學;2017年

2 方章順;納米銀和典型抗生素對大腸桿菌的聯(lián)合毒性效應及其抗性關系研究[D];安徽師范大學;2017年

3 徐加慶;粉煤灰鈍化城市污泥中重金屬賦存形態(tài)及其生物有效性的研究[D];華僑大學;2012年

4 呂艷春;銅、鋅和鎘對大腸桿菌的生長抑制急性毒性效應研究[D];東北師范大學;2010年

5 馮婷婷;改性粉煤灰鈍化城市污泥中的重金屬及其在農業(yè)上的應用研究[D];成都理工大學;2009年

6 盧吉文;城市污泥堆肥在花卉栽培中的應用研究[D];西南大學;2008年

7 崔佳麗;生物淋濾法去除污水污泥中的Cu、Zn、Ni[D];太原理工大學;2008年

8 袁華山;電動力修復技術處理城市污泥中重金屬的研究[D];湖南大學;2006年

9 郭慧;氫氧化鐵和羥基氧化鐵的催化相轉化機理研究[D];河北師范大學;2006年

本文編號：2779665