污泥用量對(duì)土壤重金屬積累及空心菜品質(zhì)的影響.pdf

1、隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高和城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市污水處理廠正如雨后春筍般的在全國(guó)各大中城市建成并投入運(yùn)行。這固然對(duì)防治我國(guó)的水污染問(wèn)題起到了積極作用，但一個(gè)潛在的問(wèn)題隨之產(chǎn)生，即污泥的處置與處理問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)存在著重污水處理，輕污泥處理的傾向。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市污水處理廠每年排放泥約900萬(wàn)噸，并以每年20％的速度遞增。大量未經(jīng)穩(wěn)定化處理的污泥沒(méi)有正常出路，已成為污水處理廠的沉重負(fù)擔(dān)和影響城鄉(xiāng)環(huán)境的重要污染源。 污泥中含有大

2、量的有機(jī)物、重金屬以及病原菌等，不加處理任意排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。近年來(lái)，我國(guó)城市污泥中的有害重金屬含量已經(jīng)明顯下降，將污泥堆肥化處理后施用于園林綠地是較理想的土地利用方式，為了尋求污泥土地利用更廣闊的途徑，將污泥堆肥化處理后施用于蔬菜、作物是一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。 本試驗(yàn)在借鑒前人利用污泥的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，首先根據(jù)農(nóng)民的施肥習(xí)慣，貼近生產(chǎn)，對(duì)河南省鄭州市菜區(qū)進(jìn)行抽樣分析，探討了惠濟(jì)區(qū)不同菜區(qū)土壤重金屬含量，為污泥在蔬菜地上

3、施用打下基礎(chǔ)；之后以惠濟(jì)區(qū)薛崗菜區(qū)為試驗(yàn)區(qū)，許昌瑞貝卡生活污水處理廠污泥堆肥為供試肥料，連續(xù)施用4季，重點(diǎn)分析了不同污泥施用量對(duì)土壤及空心菜體內(nèi)重金屬積累的影響，建立了施用量和施用年限對(duì)土壤中重金屬含量積累的模型，分析了空心菜收獲后存在的食品安全問(wèn)題，為污泥資源化農(nóng)用，尋求污泥堆肥作為肥料的最佳施入量和施用年限提供參考依據(jù)；最后，著眼于河南省，分析了河南省17個(gè)地市城市生活污水處理廠污泥農(nóng)用年限對(duì)土壤重金屬的積累情況，對(duì)河南省污泥農(nóng)用風(fēng)

4、險(xiǎn)進(jìn)行了客觀預(yù)測(cè)分析，為河南省城市生活污水處理廠污泥農(nóng)用出謀劃策。結(jié)果如下： 1.惠濟(jì)區(qū)4個(gè)菜區(qū)其中3個(gè)菜區(qū)的土壤綜合污染指數(shù)都超過(guò)了1.0，等級(jí)都超過(guò)了警戒線，污染程度為：惠濟(jì)橋菜區(qū)>青寨菜區(qū)>鐵爐菜區(qū)>薛崗菜區(qū)；Cd的單項(xiàng)污染指數(shù)分別在4個(gè)菜區(qū)中都是最高，Cd污染相對(duì)嚴(yán)重；Q型聚類(lèi)結(jié)果表明，6種重金屬共分為2組，第1組包括Zn，Cr，Cu，Ni和Pb，它們具有共同的污染指數(shù)特征，即其污染指數(shù)都較??；第2組包括Cd，它的污染

5、指最數(shù)大；相關(guān)性及主成分分析表明，Cd、Cu、zn、cr與Pb之間達(dá)到了顯著的關(guān)系，這幾種元素存在著復(fù)合污染，同來(lái)自過(guò)去30年的連續(xù)污水灌溉及現(xiàn)在大量施用化肥有關(guān)。 2.污泥施用后顯著提高空心菜的產(chǎn)量，在污泥施用30t/hm2量下空心菜的產(chǎn)量最高，高于空白處理102.80％，且空心菜體內(nèi)硝態(tài)氮含量在國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但是有潛在風(fēng)險(xiǎn)，特別是連續(xù)多年施用污泥，蔬菜體內(nèi)硝態(tài)氮含量將不斷積累，通過(guò)食物鏈作用于人體。 3

6、.連續(xù)4季施用污泥導(dǎo)致土壤重金屬全量積累，根據(jù)土壤安全年限預(yù)測(cè)模型來(lái)看，若以最佳施用量30t/hm2的施用量用于該菜區(qū)，土壤中Cd、Cr分別在污泥施連續(xù)施用1年、10年便有可能超過(guò)國(guó)家農(nóng)田土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；Cu短期積累效應(yīng)比較明顯，盡管Zn、Pb、Ni在土壤中短期積累不會(huì)特別明顯，但長(zhǎng)期大量施用污泥，也會(huì)有積累的風(fēng)險(xiǎn)。 4.空心菜體內(nèi)重金屬含量表現(xiàn)出隨污泥用量增加而增加的趨勢(shì)，且不同處理都表現(xiàn)出Zn＞Cu＞Cr＞Pb＞Ni＞Cd。

7、與食品中重金屬限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的比較，在第1季的時(shí)候，空心菜體內(nèi)Zn、Pb的含量已經(jīng)超過(guò)了國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；第2季時(shí)，Cu、Cd、Cr含量超出了國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)范圍：第3季時(shí)Ni也超出了國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)范圍。在以后的污泥施用中，要考慮重金屬的固化處理，比如說(shuō)利用石灰處理等。在施用污泥時(shí)，應(yīng)注意避開(kāi)葉菜類(lèi)的蔬菜品種，以最大限度地減少可能存在的、因重金屬累積而引起的危害。 5.若以每人每日進(jìn)食400克蔬菜，空心菜含水率按照95％計(jì)算，所有重金屬

8、的每人每日攝取量均低于ADI標(biāo)準(zhǔn)值。 6.在河南省土壤條件下，17個(gè)城市污泥樣品中因某一項(xiàng)或幾項(xiàng)重金屬含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的有8個(gè)，幾乎占到了一半。其中Zn的超標(biāo)率達(dá)到了41.2％，Cu、Cr、Cd都有不同程度的超標(biāo)，其他重金屬含量均值雖然不超標(biāo)，但在不同污泥中變化幅度很大，極差可達(dá)平均值的幾倍，這可能是不同地域污水性質(zhì)差異很大，與當(dāng)?shù)厝嗣裆钏?、?xí)慣和工農(nóng)業(yè)性質(zhì)有關(guān)。 7.綜合污染預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)顯示，連續(xù)施用17個(gè)地市點(diǎn)污泥5

9、、10、20年過(guò)程中，土壤污染程度表現(xiàn)為持續(xù)嚴(yán)重，重污染區(qū)不斷增多。連續(xù)施用5年后河南省內(nèi)有7個(gè)點(diǎn)污泥可能造成土壤不同程度的污染，其中2個(gè)點(diǎn)土壤為輕度污染，4個(gè)點(diǎn)土壤已達(dá)到了重污染；在污泥連續(xù)施用超過(guò)10年時(shí)，土壤受到污染的城市點(diǎn)數(shù)達(dá)到了11個(gè)，重污染區(qū)增加不明顯，輕度污染和中度污染所占比重增加；連續(xù)施用污泥20年后可能造成所有地市點(diǎn)土壤被污染。 8.17個(gè)地市點(diǎn)污泥施用蔬菜地時(shí)建議首先降低Cd的濃度，建議濮陽(yáng)、鶴壁、焦作、平