【摘要】： 污泥作為城市污水處理的副產(chǎn)物,隨著污水處理事業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)生量日益巨大。在污泥處理處置的方法中,污泥經(jīng)過堆肥以后再進行土地利用是最適合當(dāng)前我國國情的途徑之一,但污泥堆肥進入土壤以后會對土壤元素的環(huán)境行為產(chǎn)生影響,如重金屬、有機污染物等。多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是指兩個或兩個以上的苯環(huán)按線形、角狀或簇狀方式稠合在一起的一類中性或非極性有機化合物。由于PAHs在環(huán)境中普遍存在、難降解、持久性強和具有較強的“三致”作用,而使其在環(huán)境中的環(huán)境化學(xué)行為備受關(guān)注。因此,土壤-污泥堆肥-有機污染物的研究有助于科學(xué)合理指導(dǎo)污泥堆肥的利用。本論文以污泥堆肥為原料,以熒蒽(fluoranthene,FLT)為PAH的代表,采用動態(tài)取樣、室內(nèi)分析、污泥堆肥、土柱淋濾和室內(nèi)培養(yǎng)等方法,系統(tǒng)研究了江蘇城市污泥中PAHs的含量以及分布模式;堆肥對污泥中PAHs含量的影響;污泥堆肥前后水溶性有機物的理化性質(zhì)特征變化;污泥堆肥對污染土壤中FLT解吸-淋濾、以及生態(tài)毒性的影響,并對有關(guān)現(xiàn)象進行了機理探討。 實驗室高效液相色譜(HPLC)的分析結(jié)果表明,江蘇城市污泥中普遍含有多環(huán)芳烴,在美國EPA優(yōu)先控制的16種污染物中,萘是江蘇城市污泥中均含有的PAHs化合物,而具有強致癌性化合物苯并(a)芘的含量相對較低,在污泥中含量一般在0-2.20mg/kg,平均含量為0.15 mg/kg,遠低于我國農(nóng)用污泥控制標(biāo)準的3.0 mg/kg。總體而言,污泥中ΣPAHs總量在11.68-169.91mg/kg,各污泥間含量差異顯著;具有致癌性的PAHs含量在1.17-41.03mg/kg,平均值為6.59mg/kg;被列入中國環(huán)境“優(yōu)先污染物”的PAHs含量在4.07-59.06mg/kg之間。污泥中PAHs模式呈偏態(tài)分布特征,一般含有的7-16種PAH化合物,都是以2(或3)個苯環(huán)的化合物為主,4-6個苯環(huán)的化合物的比重都較低。但污水來源及處理工藝、污泥處理方式等因素對PAHs的含量有影響。其中消化、堆肥處理可明顯降低污泥中多環(huán)芳烴的含量,并改變污泥中PAHs的分布模式。 隨著污泥堆肥的進行,污泥堆肥DOM含量下降,但DOM中＞8000Da大分子組分和疏水性組分含量增加,疏水性組分與親水性組分的比值變化從0.87增至為1.34。紅外光譜和紫外光譜,以及E_4/E_6比均表明,隨著堆制的進行,污泥堆肥DOM的聚合程度增加,芳構(gòu)化程度加深。 通過序批實驗和土柱淋濾實驗發(fā)現(xiàn),污泥堆肥施入土壤以后因在短期內(nèi)產(chǎn)生的水溶性有機物(DOM)而促進污染土壤中熒蒽的解吸及淋溶,但由于在原始堆肥中含有更多的有機質(zhì)而使效果更加明顯。但通過提取污泥堆肥前后的DOM發(fā)現(xiàn),腐熟堆肥DOM因含有較多的疏水性物質(zhì)和大分子量組分而較原始堆肥DOM更易促進熒蒽的解吸與淋濾。 通過生物盆栽實驗發(fā)現(xiàn),熒蒽對植株的生長具有抑制作用,污泥堆肥及污泥堆肥DOM的施入可以減弱這種抑制作用。土壤中的熒蒽更易在玉米根部積累,但污泥堆肥及其DOM對玉米地上部分和根部吸收熒蒽在不同的生長期的影響有差異。隨著時間的延長,土壤中熒蒽的含量逐近下降,植物的存在及外源有機物的加入均能加速土壤中熒蒽含量的減少。 水培實驗結(jié)果表明,熒蒽的存在抑制了玉米的生長。玉米根部比地上部分更能累積水培液中的熒蒽,污泥堆肥DOM的加入能促進植物對熒蒽的吸收和富集,并向地上部分轉(zhuǎn)運,原始污泥堆肥DOM比腐熟污泥堆肥DOM的促進效果更明顯。
【圖文】：

圖11污泥堆肥前后物料DOM的分子t分級Fig.3.1MelocularweightdistributioninDOMfrOmsewagesludgeeomPos肥過程不僅影響著污泥中DOM的含量，同時也改變著污泥堆肥圖3.1上可以發(fā)現(xiàn)，在堆肥結(jié)束后污泥中分子量>8000Da的含量從

第三章污泥堆肥前后水溶性有機物的理化性質(zhì)特征本實驗即用XAD一8樹脂將DOM分為親水性和疏水性兩大組分，其結(jié)果見圖3.2。隨著污泥堆肥的進行，，堆肥中親水性DOM含量從初始的53.4%下降到42.7%，堆肥過程使污泥中親水性組分不斷減少，疏水性組分不斷增加，疏水性組分與親水性組分的比值變化(從0.57增至為1.34)更證實了這一點，這與占新華等(2003)、Chefets等(1995)的研究結(jié)果相一致。這是由于在這是由于堆肥初期，物料中蛋白質(zhì)、多膚和多糖類等物質(zhì)含量較多，親水性較強;隨著堆肥的進行，這些物質(zhì)不斷的被降解和轉(zhuǎn)化形成穩(wěn)定的、高度芳構(gòu)化的腐殖物質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：X703

【參考文獻】

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本文編號：2674242