污泥用量對土壤重金屬積累及空心菜品質(zhì)的影響.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟水平的提高和城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市污水處理廠正如雨后春筍般的在全國各大中城市建成并投入運行。這固然對防治我國的水污染問題起到了積極作用，但一個潛在的問題隨之產(chǎn)生，即污泥的處置與處理問題。長期以來，我國存在著重污水處理，輕污泥處理的傾向。據(jù)統(tǒng)計，我國城市污水處理廠每年排放泥約900萬噸，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、量的有機物、重金屬以及病原菌等，不加處理任意排放，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。近年來，我國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、作物是一個重要的研究內(nèi)容。 本試驗在借鑒前人利用污泥的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，首先根據(jù)農(nóng)民的施肥習(xí)慣，貼近生產(chǎn)，對河南省鄭州市菜區(qū)進行抽樣分析，探討了惠濟區(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)；之后以惠濟區(qū)薛崗菜區(qū)為試驗區(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，重點分析了不同污泥施用量對土壤及空心菜體內(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個地市城市生活污水處理廠污泥農(nóng)用年限對土壤重金屬的積累情況，對河南省污泥農(nóng)用風(fēng)

4、險進行了客觀預(yù)測分析，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.惠濟區(qū)4個菜區(qū)其中3個菜區(qū)的土壤綜合污染指數(shù)都超過了1.0，等級都超過了警戒線，污染程度為：惠濟橋菜區(qū)>青寨菜區(qū)>鐵爐菜區(qū)>薛崗菜區(qū)；Cd的單項污染指數(shù)分別在4個菜區(qū)中都是最高，Cd污染相對嚴(yán)重；Q型聚類結(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)都較小；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之間達到了顯著的關(guān)系，這幾種元素存在著復(fù)合污染，同來自過去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)氮含量在國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但是有潛在風(fēng)險，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)測模型來看，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年便有可能超過國家農(nóng)田土壤二級標(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特別明顯，但長期大量施用污泥，也會有積累的風(fēng)險。 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，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季的時候，空心菜體內(nèi)Zn、Pb的含量已經(jīng)超過了國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；第2季時，Cu、Cd、Cr含量超出了國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)范圍：第3季時Ni也超出了國家食品衛(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，比如說利用石灰處理等。在施用污泥時，應(yīng)注意避開葉菜類的蔬菜品種，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.若以每人每日進食400克蔬菜，空心菜含水率按照95％計算，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個城市污泥樣品中因某一項或幾項重金屬含量超過標(biāo)準(zhǔn)的有8個，幾乎占到了一半。其中Zn的超標(biāo)率達到了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)測評價顯示，連續(xù)施用17個地市點污泥5

9、、10、20年過程中，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個點污泥可能造成土壤不同程度的污染，其中2個點土壤為輕度污染，4個點土壤已達到了重污染；在污泥連續(xù)施用超過10年時，土壤受到污染的城市點數(shù)達到了11個，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土壤被污染。 8.17個地市點污泥施用蔬菜地時建議首先降低Cd的濃度，建議濮陽、鶴壁、焦作、平