近年來,生態(tài)工程建設力度不斷加大,而植被修復是其關鍵和主要的措施。生態(tài)修復和植樹造林主要面對四荒地以及干涸的河道、廢棄的礦山、沙化的土地等,這些地方立地條件差,土壤貧瘠缺乏養(yǎng)料,而污泥中含有的氮、磷、鉀、有機質正好是植被生長必須的營養(yǎng)物質。城市污水污泥在生態(tài)修復中應用前景廣泛。 污泥在生態(tài)修復中利用也是一種污泥的土地利用。污泥的土地利用是目前有效的污泥資源化利用的一種方式。然而污泥中存在大量的污染物,使得利用存在一定的安全問題,這是優(yōu)化研究的課題。本文正是針對目前污泥土地資源化和土地利用過程可能存在的二次污染問題,對北京市污水廠污泥的主要成分進行了檢測和化驗分析,系統(tǒng)了解北京市污水污泥理化性狀,及其重金屬等污染物含量。在此基礎上,選擇北京市高碑店污水廠和龐各莊堆肥廠,以污泥和堆肥作為研究對象,進行田間應用污泥的應用試驗。土壤類型選擇砂土和壤土,試驗設置3個處理、一個對照(ck),通過淋溶試驗研究生污泥和堆肥施加后土壤淋濾液中pH值、養(yǎng)分、重金屬的變化；通過箱栽試驗研究生污泥和堆肥添加后植物生長特性以及養(yǎng)分和重金屬對植物、土壤以及水環(huán)境的影響；通過盆栽試驗研究生污泥和堆肥的施加對紫穗槐等林木植物的生長影響及對林地土壤酶活性的影響。研究結果為城市污水污泥資源化利用及無害化生態(tài)修復利用提供理論依據(jù)。主要研究結果如下： (1)通過對北京18個污水廠的污泥及2個堆肥廠的堆肥進行檢驗,研究分析其養(yǎng)分、重金屬特性,結果表明：由于各污水處理廠的處理水源不同、處理工藝不同,生產(chǎn)的污泥中養(yǎng)分和重金屬含量各不相同,可資源化利用的價值也不相同。北京市污水污泥pH值呈弱堿性(6.71～7.51)；污泥營養(yǎng)成分高,有機質、TN、TP、TK等含量較高；污泥重金屬含量普遍低于國家控制標準和歐美國家標準,中心城區(qū)污泥重金屬含量從2001年到2010年呈現(xiàn)逐年下降的趨勢,郊區(qū)污泥重金屬含量季節(jié)變化有差異,其中Cu、Zn、Ni有超標問題。 (2)將生污泥和污泥堆肥分別按0%、2%、4%、6%不同比例(干重比)與表土(壤土)和砂土混合,進行土壤室內淋溶試驗,系統(tǒng)分析淋濾液的理化性質,以考察污水污泥作為生態(tài)修復土壤改良基質對土壤區(qū)不利的影響,結果表明：生污泥和污泥堆肥與壤土和砂土混配后,土壤淋濾液的pH、TN、TP、TK等指標都比對照處理穩(wěn)定。適量添加生污泥和堆肥,有助于土壤養(yǎng)分的保持,污泥本身的N、P也留存在土壤中,使土壤N、P得到補充、肥力得到提高,有益于作物生長。生污泥和污泥堆肥與壤土和砂土混配后,土壤淋濾液中全鉀(TK)含量初期低于對照,后期高于對照,但滿足國家標準要求。生污泥和堆肥與壤土和砂土混配后,土壤淋濾液的重金屬As、Hg是值得注意的元素,其初期檢測到的濃度超過Ⅳ類水質的要求,需要值得注意。其次是Pb、Cr,適量的污泥施用,對地下水造成重金屬污染的風險較小。 (3)施用不同量的污泥堆肥在壤土和砂土上進行室內栽培試驗研究,結果表明：污泥堆肥對菠菜植物的生長有明顯的促進作用,其效果由于生污泥和堆肥的施加量不同而有別；蔬菜可食部分中Cu、Zn、和Cr的含量都有明顯增加,但都在國家食品衛(wèi)生標準范圍內；污泥堆肥的施用對菠菜種植土壤養(yǎng)分和重金屬影響顯著,部分比對照增加幾倍以上,對地下水的重金屬含量沒有明顯影響。污泥堆肥的施用因土壤類型而異,必須控制在合適的范圍內,此時土壤的養(yǎng)分狀況最好,對土壤的重金屬含量影響最小,同時污泥堆肥具有污泥用量減少、帶入重金屬量降低等優(yōu)點,同時運輸及施用方便,為解決城市污泥的出路提供新的途徑。 (4)在壤土和砂土上施用不同比例的生污泥和堆肥用于樹木盆栽試驗研究,結果表明：生污泥和堆肥對植物生長有利。具體表現(xiàn)為：污泥施加10%～15%時,對樹木的株高、冠幅、地徑的影響較顯著。不同土壤對于生污泥和堆肥的適應性不同。在砂土地造林施加污泥時,污泥添加量20%以內土壤過氧化氫酶、堿性磷酸酶活性增強顯著,污泥添加量超過20%以后對堿性磷酸酶活性有抑制作用。在壤土地造林時,添加10%～15%的污泥不影響過氧化氫酶活性,污泥添加超過20%以后對過氧化氫酶活性有抑制作用。
【學位單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2011
【中圖分類】：X703

【引證文獻】

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本文編號：2814095