【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,城市污水處理廠數(shù)量逐漸增多,城市污泥的產(chǎn)量也在不斷增加。污泥中含有植物生長(zhǎng)必需的有機(jī)物、氮磷等營(yíng)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(duì)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(duì)環(huán)境的危害是解決污泥處理處置和資源化利用的關(guān)鍵性問(wèn)題。本文以合肥市某污水處理廠污泥為研究對(duì)象,研究白云石、硫酸亞鐵以及白云石-硫酸亞鐵復(fù)合物作為改良劑對(duì)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(jī)理。通過(guò)盆栽試驗(yàn),探究了鈍化污泥對(duì)青菜生物量及地上部和根部重金屬積累的影響,并對(duì)鈍化劑鈍化效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。最后,本文開(kāi)發(fā)了一種利用便攜式血糖儀測(cè)定污泥重金屬微生物毒性的方法,并對(duì)各種鈍化處理污泥的重金屬毒性進(jìn)行了測(cè)定。主要研究結(jié)果如下:1.以合肥市某污水處理廠污泥為研究對(duì)象,通過(guò)添加白云石、硫酸亞鐵以及白云石-硫酸亞鐵復(fù)合物鈍化污泥中的重金屬,評(píng)價(jià)污泥重金屬的鈍化效果。結(jié)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(fù)配添加時(shí),污泥pH變化并不顯著。白云石對(duì)污泥中Cu和Cd有較好鈍化作用,硫酸亞鐵對(duì)污泥中As具有顯著鈍化作用,白云石和鐵鹽復(fù)配對(duì)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(fù)配處理的效果最好,與對(duì)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(jié)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(yīng)。2.通過(guò)連續(xù)兩茬的盆栽試驗(yàn),研究鈍化污泥對(duì)青菜生物量及地上部和根部重金屬積累的影響,并評(píng)價(jià)鈍化劑鈍化效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明:第一茬盆栽試驗(yàn)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(fù)配對(duì)青菜生物量影響不明顯。與對(duì)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(yàn)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(duì)比兩茬青菜重金屬的積累量可以發(fā)現(xiàn),隨著時(shí)間的推移,鈍化劑對(duì)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(zhǎng)期穩(wěn)定性偏弱。3.開(kāi)發(fā)了一種利用便攜式血糖儀測(cè)定重金屬微生物毒性的方法,評(píng)價(jià)單一重金屬和二元重金屬的微生物毒性。優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果表明,大腸桿菌對(duì)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(shí),毒性評(píng)價(jià)效果最優(yōu)。單一重金屬毒性評(píng)價(jià)結(jié)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(duì)大腸桿菌的毒性強(qiáng)弱順序?yàn)镠g~(2+)As~(3+)Cu~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+),基于IC_(50)大小,Hg~(2+)對(duì)大腸桿菌的毒性最強(qiáng)。在二元重金屬的聯(lián)合毒性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)方法分別評(píng)價(jià)模擬污泥(單一重金屬污染)、實(shí)際污泥和鈍化污泥的重金屬毒性。結(jié)果表明,單一重金屬(Cu、Zn)污染模擬污泥對(duì)大腸桿菌的毒性作用相對(duì)較弱。電鍍廠、鋼鐵廠、生活小區(qū)和工業(yè)園污泥對(duì)大腸桿菌生長(zhǎng)的抑制率分別為57.4%、35.6%、17.7%和48.3%,毒性強(qiáng)弱順序?yàn)殡婂儚S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(jié)果與預(yù)測(cè)相同,也證明了這種重金屬毒性評(píng)價(jià)方法可以很好的測(cè)定污泥重金屬的微生物毒性。與對(duì)照組相比,鈍化污泥對(duì)大腸桿菌生長(zhǎng)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(duì)大腸桿菌生長(zhǎng)的抑制作用越小。
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703;X172
【圖文】：

化性質(zhì)見(jiàn)表 2-1，白云石的形貌特征以及 XRD 分析見(jiàn)圖 2-1 。通過(guò)電鏡掃描圖（圖 2-1（a））可以看出供試白云石表面相對(duì)粗糙，呈不規(guī)則的片狀結(jié)構(gòu)，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(jìn)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(guò)圖中還可以看出，白云石中含少量方解石等雜質(zhì)，Pehlivan 等[104]指出白云石中含有少量方解石雜質(zhì)。

圖 2-2 重金屬微生物毒性評(píng)價(jià)示意圖atic illustration of heavy metal microbial tox價(jià)是根據(jù)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(lái)計(jì)算其大小。+C2/IC50(2)+···+Ci/IC50(i)屬的濃度，IC50(i)是各種重金屬價(jià)試驗(yàn)擬污泥的制備的污泥樣品重金屬的含量較高，

此結(jié)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(xiàn)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(guān)。（a）污泥（b）10%白云石處理污泥ab

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2779665