【摘要】： 污泥土地利用是當今國際上非常重視的污泥處置方式，如何防止重金屬的污染一直是污泥農(nóng)用中最重要的問題。本研究根據(jù)固體廢棄物的堆肥化原理及重金屬的不同形態(tài)與生物有效性的關(guān)系，結(jié)合污泥中重金屬活性的控制方法，研究了在污泥堆肥中添加粉煤灰、磷礦粉、草炭、沸石和石灰對重金屬的形態(tài)及重金屬的生物有效性的影響，并對不同鈍化劑的不同配比進行了篩選和優(yōu)化；在此研究基礎上，探討了污泥堆肥中鈍化劑對重金屬的吸附機理，運用透析及G-75凝膠色譜分離等方法研究了污泥堆肥中重金屬有機形態(tài)的轉(zhuǎn)變機理。對污泥堆肥和污泥肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用提供了一定的理論依據(jù)。 研究結(jié)果表明： 在污泥堆肥中，添加粉煤灰(FA20)的處理對Cu元素的有效態(tài)鈍化效果最好，顯著好于對照；以添加粉煤灰和磷礦粉(FA20和PR10)兩處理對Zn的鈍化效果最好，顯著好于對照；對Mn來講，鈍化效果最好的處理是磷礦粉和石灰(PR15和CL10)，對于Pb鈍化效果最好的處理是粉煤灰和磷礦粉(FA10和PR10)；而對于Cd來說，以粉煤灰和草炭(FA20和PT10)處理的鈍化效果最好。所以從對有效態(tài)重金屬的鈍化效果來說，粉煤灰、磷礦粉、草炭應該是3種有效的重金屬鈍化劑，其合適的添加比例分別為20％、15％和10％(FA20、PR15、PT10)； 對于重金屬鈍化劑沸石和草炭，加入重金屬溶液(Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+))的濃度越大，鈍化劑對重金屬離子的吸附量越多；不同鈍化劑對重金屬離子的吸附能力略有不同，草炭＞沸石；草炭對重金屬的吸附親和力順序為：Zn~(2+)＞Mn~(2+)＞Cu~(2+)＞Cd~(2+)＞Pb~(2+)；沸石對重金屬的吸附親和順序為：Zn~(2+)＞Cu~(2+)＞Mn~(2+)＞Cd~(2+)＞Pb~(2+)；兩種鈍化劑對重金屬的吸附等溫線與Freundlich和Temkin方程均有較好的擬合性，Langmuir方程不適宜描述兩種鈍化劑對重金屬的等溫吸附過程，其等溫線符合Freundlich吸附等溫模型； 對于腐殖質(zhì)對重金屬元素的絡合，堆肥后大分子物質(zhì)結(jié)合更多的Mn，但小分子物質(zhì)更易與Zn結(jié)合；HA不僅結(jié)合了大量的Mn，而且HA與Mn的結(jié)合非常緊密；堆肥后FA雖然結(jié)合了更多的Zn，但FA與Zn接合不緊密； 隨著污泥堆肥施用量的增加，雖然盆栽生菜的總干重產(chǎn)量也隨之增加，但土壤和生菜地上部組織的重金屬含量也顯著增加，當施用量≥10％時，地上部組織的重金屬含量超過國家食品衛(wèi)生標準；施用污泥肥料雖然地上部組織的重金屬含量沒有超過國家標準，但不同采收期重金屬含量不同，適時采收可以降低地上部組織中重金屬的含量； 在田間施用消化污泥、污泥堆肥與污泥肥料1年，各處理小麥和玉米均比對照顯著增產(chǎn)，并且使微生物總量和土壤酶的活性增加，對土壤和作物沒有明顯的重金屬影響，說明消化污泥、污泥堆肥、及污泥肥料與化肥和其他有機肥一樣，是一種常效肥。但對土壤和地下水的長期影響，，應作進一步的研究。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：X703

【引證文獻】

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本文編號：2652349