【摘要】：為了探究蚯蚓處理可腐廢棄物中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化問(wèn)題,本研究采用大田實(shí)驗(yàn)與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)兩種蚯蚓養(yǎng)殖方法,通過(guò)向牛糞餌料中添加外源重金屬調(diào)節(jié)餌料重金屬濃度,研究了餌料與蚯蚓處理產(chǎn)物pH、有機(jī)質(zhì)、TN、TP、TK以及重金屬(Pb、Cr、Cd)總量和各形態(tài)所占比例的變化,研究結(jié)果表明:(1)大田實(shí)驗(yàn)將牛糞、秸稈、蔬菜以7:2:1的比例混合作為蚯蚓餌料,室內(nèi)實(shí)驗(yàn)以純牛糞為餌料。兩組試驗(yàn)經(jīng)蚯蚓處理前后,初始餌料pH值范圍為7.9~8.3,蚯蚓處理產(chǎn)物的pH值范圍為7.1~8.0,各處理的pH值變化不大,處理前后pH值的差異不顯著(P0.05);初始餌料的有機(jī)質(zhì)含量范圍為309 g·kg~(-1)~417 g·kg~(-1),蚯蚓處理產(chǎn)物的有機(jī)質(zhì)含量范圍為224 g·kg~(-1)~345 g·kg~(-1),處理產(chǎn)物的有機(jī)質(zhì)含量顯著降低(P0.05);初始餌料TN含量范圍為7.70 g·kg~(-1)~11.13 g·kg~(-1),蚯蚓處理產(chǎn)物TN含量范圍為10.28g·kg~(-1)~14.29 g·kg~(-1),TN含量顯著增加(P0.05);初始餌料TP含量范圍為14.41 g·kg~(-1)~18.01 g·kg~(-1),蚯蚓處理產(chǎn)物TP的含量范圍為16.02 g·kg~(-1)~20.00 g·kg~(-1),TP含量顯著增加(P0.05);初始餌料TK含量范圍為12.85 g·kg~(-1)~16.02 g·kg~(-1),蚯蚓處理產(chǎn)物TK含量范圍為8.87 g·kg~(-1)~11.98 g·kg~(-1),處理產(chǎn)物的TK含量顯著降低(P0.05)。添加外源重金屬的實(shí)驗(yàn)處理組pH值、有機(jī)質(zhì)、TN、TP和TK的含量與空白組之間的差異均不顯著(P0.05),表明餌料中含一定濃度的重金屬對(duì)蚯蚓正常的消化代謝活動(dòng)影響不顯著。(2)蚯蚓餌料中添加外源重金屬調(diào)節(jié)餌料重金屬濃度,其中重金屬Pb組餌料中濃度為100、200、300 mg·kg~(-1);重金屬Cr組餌料中濃度為150、200、250 mg·kg~(-1);重金屬Cd組餌料中濃度為5、10、15 mg·kg~(-1)。蚯蚓處理能顯著降低餌料中Pb、Cr、Cd濃度,蚯蚓處理產(chǎn)物中重金屬濃度的去除與初始餌料中重金屬濃度呈正比,經(jīng)蚯蚓處理后,餌料中Pb、Cr、Cd濃度最高降低率分別為41.73%、85.62%、53.26%。蚓床下土壤中重金屬的濃度均有明顯的升高,初始土壤中Pb、Cr、Cd濃度為18.20 mg·kg~(-1)、37.43 mg·kg~(-1)、0.59 mg·kg~(-1),實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)Pb、Cr、Cd的濃度分別增加至59.63 mg·kg~(-1)、118.35 mg·kg~(-1)、2.33 mg·kg~(-1),表明物料中部分重金屬遷移至土壤中。蚯蚓體內(nèi)的Pb、Cr、Cd含量顯著增加,初始蚓體內(nèi)Pb、Cr、Cd濃度為0.67 mg·kg~(-1)、3.93 mg·kg~(-1)、0.49mg·kg~(-1),分別增加到20.40 mg·kg~(-1)、45.85 mg·kg~(-1)、60.49 mg·kg~(-1),蚯蚓富集三種重金屬能力的順序?yàn)镃dCrPb,富集系數(shù)分別為17.97、0.55、0.18;蚯蚓富集重金屬量與餌料中重金屬濃度呈正比�？瞻讓�(shí)驗(yàn)組餌料、蚓床、蚓體內(nèi)的重金屬含量均無(wú)明顯變化。(3)分析重金屬形態(tài)變化規(guī)律,蚯蚓過(guò)腹處理使餌料中Pb、Cr、Cd的形態(tài)發(fā)生改變;Pb、Cr可利用態(tài)、不穩(wěn)定形態(tài)占比降低,降低了Pb、Cr的遷移性和對(duì)環(huán)境的潛在危害性;Cd的不穩(wěn)定形態(tài)占比增加,增加了對(duì)環(huán)境的潛在危害性。重金屬形態(tài)詳細(xì)變化情況為:Pb的弱酸溶解態(tài)、殘余態(tài)含量占比減少,可氧化態(tài)含量占比增加,可還原態(tài)變化不顯著;Cr的弱酸溶解態(tài)、可還原態(tài)含量占比減少,殘余態(tài)含量占比增大,可氧化態(tài)含量占比變化不顯著;Cd的弱酸溶解態(tài)、可氧化態(tài)、殘余態(tài)的含量占比減少;可還原態(tài)的含量占比增加;表明蚯蚓處理對(duì)重金屬形態(tài)的改變因重金屬種類(lèi)不同而存在差異。綜合以上,在不影響蚯蚓的正常消化代謝活動(dòng)的情況下,蚯蚓處理可以顯著降低餌料中重金屬Pb、Cr、Cd的濃度,并在蚓體內(nèi)改變重金屬形態(tài)。重金屬Pb、Cr、Cd的遷移轉(zhuǎn)化途徑是:蚯蚓吞食牛糞餌料在體內(nèi)消化之后排泄,重金屬Pb、Cr、Cd隨著蚯蚓的吞食進(jìn)入到蚯蚓體內(nèi),經(jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)化之后部分隨著蚯蚓處理產(chǎn)物排出,具有生物活性的部分會(huì)再次隨著雨水或者人為灑水滲透到土壤。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

總鉛（Pb）（以烘干基計(jì)） ≤50總鎘（Cd）（以烘干基計(jì)） ≤3總鉻（Cr）（以烘干基計(jì)） ≤150表 2-3 農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)值Table 2-3 Standard values of pollutants control in agricultural sludge項(xiàng)目最高容許含量（mg·kg-1干污泥）在酸性土壤上（pH<6.5）在中性和堿性土壤上（pH≥6.5）鉛及其化合物（以 Pb 計(jì)） 300 1000鎘及其化合物（以 Cd 計(jì)） 5 20鉻及其化合物（以 Cr 計(jì)） 600 1000達(dá)到蚯蚓養(yǎng)殖的合適條件后再進(jìn)行放置蚯蚓。在進(jìn)行蚯蚓的放置前，首初步的篩選，盡量選擇個(gè)頭大小均勻、體重相近、環(huán)帶明顯的蚯蚓進(jìn)行后將蚯蚓接種到餌料中。大田蚯蚓在處理 30、60 天時(shí)采樣，，室內(nèi)蚯蚓在處樣，并進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。田實(shí)驗(yàn)及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片見(jiàn)圖 2-1。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X71

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