Utilization of Municipal Sludge Passivated by Coal Ash on Yellow Garden Soil
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摘要: 为促进城市污泥和发电厂粉煤灰的资源化、无害化利用,采用粉煤灰钝化污泥中的重金属,并利用钝化污泥进行园林黄壤改良及翠芦莉栽培,结果表明:粉煤灰对城市污泥钝化具有显著作用。粉煤灰显著降低了城市污泥有效态Fe、Mn的含量,城市污泥和粉煤灰按1:2比例配比时,钝化效果最佳。粉煤灰钝化城市污泥在钝化8 h后效果最佳,污泥中有效态重金属含量最低。磷石膏钝化城市污泥效果不显著。钝化污泥显著增加了土壤和植物中氮磷钾养分含量,其中植物全氮含量增幅较大,且能显著增加土壤微量元素。土壤和钝化污泥按1:1配比时,翠芦莉生长相比其他处理更为显著,植株地上、地下部干物质累积量达到最高,能促进翠芦莉的生长。Abstract: Utilization of the ash generated from coal-fired power plants to reduce heavy metal content in municipal sludge was investigated.By using the coal ash to passivate heavy metals in the sludge to be added to yellow garden soil for a pot experiment, the effect on the growth of Ruellia Brittoniana was monitored. The results showed that the coal ash significantly reduced the heavy metals, especially available Fe and Mn, in the sludge. The passivation effect was most significant when the ratio of municipal sludge to coal ash was 1 to 2 in an 8-hour treatment. By comparison, the phosphor-gypsum addition showed no significant passivating effect on the sludge. The coal ash passivated sludge significantly increased the contents of nitrogen, phosphorus, potassium, and microelements in the gardensoil. Meanwhile the plants grown on the composite soil significantly increased on total nitrogen. Among all mixing ratios, the mixture of equal parts of soil and the passivated sludge allowed the greatest amount of dry matters accumulated in both the above-and underground parts of R.brittoniana, and consequently, was deemed appropriate for urban gardening applications.
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Keywords:
- coal ash /
- phosphor-gypsum /
- passivated sludge /
- yellow garden soil /
- Ruellia Brittoniana
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随着城市人口数量和规模迅速增加,城市生活污水的排放量也与日俱增,污泥的排放量则以每年10%的速度持续上升[1]。城市污泥是在污水处理过程中的固体沉积物,含有丰富的有机质、氮、磷、钾和其他营养元素,是一种良好的土壤养分来源和土壤物理性状改良剂[2],而且绝大部分氮、磷以有机态形式存在,在土壤中经矿化后易被植物吸收利用,是一种能够循环利用的有机肥源[3]。因此,将污泥施用到土壤中用来改良土壤被认为是城市污泥最好的消纳方式之一。然而,污泥中含有大量重金属,如Cd、Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Ni和病原菌等有害物质,如果直接利用,不仅会危害人类的健康,并且也会对植物产生毒害作用,具有较大的环境风险[4]。
粉煤灰是火力发电厂排放的一种固体废弃物,为多孔状结构,pH值较高,容重小,含有丰富的K、B、P、Cu、Zn等植物必需的微量元素[5]。国外大量研究发现,污泥施用过程中添加一定量的石灰可有效钝化重金属[6]。同时,有研究表明,可以用粉煤灰降低污泥中重金属的有效性,它可以像石灰一样钝化污泥重金属并杀死病原菌等有毒有害物质[5, 7-8],但少有用钝化污泥进行作物栽培试验的报道。
土壤养分缺乏与土壤板结是导致福建省城市园林植物生长缓慢的主要原因。本试验通过施用不同比例粉煤灰及磷石膏钝化城市污泥,使城市污泥达到国家污泥农用标准。同时,用不同配比的钝化污泥栽培翠芦莉,探究钝化污泥对园林黄壤培肥及对翠芦莉生长发育的影响,为促进污泥和粉煤灰资源化、无害化利用,培肥城市园林黄壤提供科学依据。
1. 材料与方法
1.1 供试材料
试验所用城市污泥取自福州市污水处理厂。采用经过简单晾晒处理而未风干的污泥(含水率为66.7%)进行钝化处理。粉煤灰和磷石膏取自福州市华能火电厂。供试土壤为福州市常用园林黄壤,经过风干后过60目筛,用作盆栽试验。试验所用植株翠芦莉(Ruellia brittoniana)采用三周穴盘苗。表 1为污泥、粉煤灰pH值和若干金属(重金属)含量(测定方法见1.3)。
项目 pH Cu/
(mg·kg-1)Zn/
(mg·kg-1)Pb/
(mg·kg-1)Ni/
(mg·kg-1)Cd/
(mg·kg-1)Fe/
(mg·kg-1)Mn/
(mg·kg-1)粉煤灰 11.79 38.26 52.1 48.31 20.81 0.66 46.22 316.37 污泥 6.84 24.92 175.2 20.62 4.63 0.69 1034.65 127.06 农用标准 250 250 30 100 6 300 100 1.2 试验方法
1.2.1 粉煤灰和磷石膏钝化污泥效果试验
试验在福州市园林科学研究院进行。如表 2所示,不同配比的粉煤灰和磷石膏混合后加入污泥进行钝化。每盆总重量均为3.6 kg。试验共设16个处理,每个处理重复3次。污泥钝化过程中,根据污泥中的含水量适当添加水分,且每日进行搅拌,使污泥含水量保持在50%左右。
处理 粉煤灰/kg 磷石膏/kg A0B0 0.0 0.000 A0B1 0.0 0.024 A0B2 0.0 0.018 A0B3 0.0 0.012 A1B0 0.8 0.000 A1B1 0.8 0.024 A1B2 0.8 0.018 A1B3 0.8 0.012 A2B0 1.2 0 A2B1 1.2 0.024 A2B2 1.2 0.018 A2B3 1.2 0.012 A3B0 1.6 0.000 A3B1 1.6 0.024 A3B2 1.6 0.018 A3B3 1.6 0.012 1.2.2 钝化污泥盆栽试验
按土壤与钝化污泥不同配比进行翠芦莉盆栽试验。每盆总重量均为13 kg。试验共设4个处理,以全土壤配方为CK处理,其余各处理土壤与污泥配比分别为1:1、1:2、1:3,分别记录为处理1、处理2和处理3,每个处理重复7次。试验中各处理氮磷钾总养分含量一致,氮素用尿素,磷素用过磷酸钙,钾素用氯化钾进行调整。试验从生产用苗中选取生长一致的翠芦莉穴盘苗定植于盆中进行盆栽试验,种植60 d后测定其形态指标和生理指标,分析土壤与植株翠芦莉的养分情况及重金属含量。
1.3 样品采集与测定
在污泥钝化期间,分别于1、5、10、20、30、40、50、60 d取样,每次取样40 g,测定污泥中有效态Fe、Mn的含量,确定污泥最佳钝化时间。
样品测定参照文献[9]的方法:含水率测定方法为取一定质量的钝化污泥,于105℃下烘干4~6 h至恒重,冷却后称重,计算含水率。重金属含量测定采用DTPA浸提法测定污泥有效态重金属含量。植株全氮含量测定采用H2SO4-H2O2消煮-凯氏定氮法,全磷含量测定采用H2SO4-HNO3消煮-钼锑抗比色法,全钾含量测定采用H2SO4-HNO3消煮火焰光度法。土壤碱解氮含量测定采用碱解扩散法,速效钾含量测定采用乙酸铵浸提、火焰光度法,有效磷含量测定采用碳酸氢钠、钼锑抗比色法。
2. 结果与分析
2.1 粉煤灰和磷石膏对污泥有效态Fe、Mn含量的影响
表 3、4结果显示,与对照A0B0相比,施用粉煤灰的处理污泥中有效态Fe、Mn含量(即施即效)显著低于对照,均处于国家污泥农用标准范围内。随着粉煤灰施入量增加,污泥有效态Fe、Mn含量逐渐下降,且粉煤灰施入量为A2时,A2B1处理使污泥中有效态Fe含量达到最低(94.89 mg·kg-1)。说明施加粉煤灰能显著钝化污泥中的有效态Fe、Mn,并且污泥和粉煤灰按1:2配比时效果更好。仅施用磷石膏时,污泥中有效态Fe并未下降,有效态Mn反而有所增加,并且粉煤灰与磷石膏联合作用时,污泥中有效态Fe、Mn并未因为磷石膏的增加而有所降低,磷石膏对污泥有效Fe的钝化效果并不明显。说明与施用粉煤灰相比,磷石膏单独施用或与粉煤灰联合作用时,磷石膏对钝化污泥中重金属无明显效果。
[单位/(mg·kg-1)] 项目 粉煤灰A0 粉煤灰A1 粉煤灰A2 粉煤灰A3 磷石膏B0 1034.65±56.90 165.12±14.66 108.58±0.79 118.49±2.16 磷石膏B1 1030.05±33.13 178.10±4.27 94.89±1.80 126.39±2.30 磷石膏B2 1117.71±15.53 199.13±3.77 108.25±3.23 99.11±4.00 磷石膏B3 1045.85±10.94 214.06±2.14 109.92±2.53 97.34±1.83 [单位/(mg·kg-1)] 项目 粉煤灰A0 粉煤灰A1 粉煤灰A2 粉煤灰A3 磷石膏B0 127.06±6.71 89.04±4.41 68.71±0.39 53.57±0.34 磷石膏B1 124.97±13.44 90.28±0.64 68.22±1.04 51.50±0.26 磷石膏B2 143.48±2.16 90.50±2.16 67.53±1.15 52.45±0.35 磷石膏B3 150.04±0.46 99.27±2.00 61.72±1.50 50.13±0.43 2.2 污泥钝化过程中重金属含量的变化
粉煤灰钝化污泥过程中,污泥中有效态重金属含量受各种因素的影响。因此,污泥钝化过程中最佳时间的确定对于污泥的无害化利用有着重要的意义。由图 1可知,随着钝化时间的增加,污泥中有效态Cu、Zn、Fe、Mn、Cd的含量呈现先增加后降低的趋势,但其含量在钝化当天达到最低,均低于我国国家污泥农用的标准范围。有效态Zn的含量在钝化第30 d的时候达到最高(220.800 mg·kg-1),且显著高于其他钝化天数的有效态Zn的含量(P<0.05)。有效态Fe和有效态Mn含量也在钝化第30 d显著高于其他钝化天数的处理,分别达到186.793 mg·kg-1和80.700 mg·kg-1。污泥中有效态Pb的含量在钝化第5 d时达到了最低(5.193 mg·kg-1)。有效态Ni的含量在钝化第10 d的时候达到最低(0.783 mg·kg-1),之后随着时间的增加都有所升高,但差异不显著。
2.3 不同配比钝化污泥对土壤养分和重金属含量的影响
土壤速效养分是衡量土壤肥力的重要指标,也是植物生长所需养分的直接来源。由表 5可知,施用钝化污泥的处理,土壤氮磷钾营养均显著高于对照,随着施入量增加,土壤速效养分逐渐增加。Fe、Mn、Cu、Zn、Ni也是植物生长发育所需的营养元素。从表 5还可以看出,施用钝化污泥的处理,土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn、Ni含量均显著高于对照(CK),有利于植株正常生长。各处理中土壤有效态Cu、Zn、Ni最高含量分别为4.01、16.39、0.89 mg·kg-1,均低于福建省农业土壤重金属污染分类标准二级标准的有效态重金属含量(15、35和3 mg·kg-1)。由于福建省农业土壤重金属污染分类标准中对土壤有效态Fe、Mn的含量未做出规定,所以参照我国农用污泥标准,本试验施用钝化污泥处理的土壤有效态Fe、Mn含量均低于相应要求。
[单位/(mg·kg-1)] 项目 土壤与污泥配比 全土壤(CK) 1:1 1:2 1:3 速效K 165.58±0.03c 191.96±9.31b 203.19±4.67b 222.04±7.29a 有效P 93.31±0.76d 177.46±1.23c 219.10±2.29b 256.18±2.15a 碱解N 24.72±2.43d 65.56±0.41c 75.58±1.60b 81.45±0.71a 有效Fe 9.35±0.31c 59.84±0.74a 50.79±1.10a 49.10±1.92b 有效Mn 10.68±0.12d 46.02±0.03a 41.41±0.17b 31.78±1.15c 有效Cu 0.28±0.01d 2.66±0.07c 3.76±0.12b 4.01±0.11a 有效Zn 2.73±0.24c 16.39±0.27b 15.98±0.45a 15.21±0.48a 有效Ni 0.04±0.00c 0.61±0.01b 0.89±0.18a 0.83±0.02a 有效Pb 1.45±0.01c 1.99±0.05a 1.67±0.02a 1.62±0.01b 有效Cd 0.01±0.00d 0.08±0.00c 0.10±0.00a 0.09±0.00b 注:同列数据后不同小写字母表示差异达显著水平(P < 0.05)。表 6、8~10同。 土壤与污泥配比 株高/cm 叶面积/cm2 全土壤(CK) 57.7±2.1c 58.0±3.4b 1:1 77.5±4.8a 83.5±9.4a 1:2 79.4±6.4a 84.3±8.6a 1:3 73.5±3.2b 87.8±5.4a 土壤与污泥配比 全N/
(g·kg-1)全P/
(g·kg-1)全K/
(g·kg-1)地上部分 全土壤(CK) 14.37±1.16c 1.93±0.03c 20.56±0.95c 1:1 30.96±1.17a 3.00±0.02a 38.23±0.83a 1:2 29.01±0.46b 2.81±0.03b 38.29±1.40a 1:3 28.15±0.95b 2.78±0.06b 35.50±0.96b 地下部分 全土壤(CK) 8.05±1.36c 2.65±0.02c 27.13±0.70c 1:1 21.33±0.37a 3.73±0.02a 38.60±0.71a 1:2 18.14±0.99b 3.37±0.25b 34.89±2.50b 1:3 18.59±1.30b 3.48±0.13ab 33.70±3.08b [单位/(mg·kg-1) 土壤与污泥配比 全Fe 全Mn 全Cu 全Zn 全Ni 全Pb 全Cd 全土壤 278.41±6.27c 102.15±0.71d 11.58±0.40b 56.33±9.80c 13.12±0.25a 2.87±0.81a 0.09±0.02c 1:1 354.11±8.16a 305.07±1.02a 10.67±0.57b 75.93±7.55a 7.23±1.20b 1.65±0.51a 0.20±0.04b 1:2 323.18±3.69ab 275.80±5.17a 11.23±0.63b 72.77±5.75b 7.52±1.39b 2.37±0.81a 0.23±0.05ab 1:3 301.22±5.10b 225.88±6.31b 26.55±0.76a 70.38±9.96b 8.61±1.81a 4.10±1.56a 0.31±0.05a [单位/(mg·kg-1) 土壤与污泥配比 全Fe 全Mn 全Cu 全Zn 全Ni 全Pb 全Cd 全土壤 3128.84±29.32a 254.28±19.32d 22.52±1.80a 103.05±8.80c 7.47±0.72c 8.76±0.68b 1.60±0.09c 1:1 2553.13±31.68b 322.30±10.60c 26.19±1.60a 179.24±9.57a 12.30±1.60a 9.87±0.26ab 2.42±0.06a 1:2 2450.13±30.88b 450.35±10.88a 23.96±0.18a 179.64±5.61a 11.25±0.08ab 10.88±0.84a 2.38±0.07a 1:3 2416.85±53.83b 373.55±19.13b 25.92±4.56a 155.34±8.93b 10.30±0.41b 10.76±1.18a 1.95±0.08b 与对照相比,施用钝化污泥的处理,土壤有效态Pb、Cd含量有所增加,所有处理中土壤有效Cd最高含量为0.1 mg·kg-1,有效Pb最高含量为1.99 mg·kg-1,均低于福建省农业土壤重金属污染分类标准二级标准的有效态重金属含量(Cd 0.15 mg·kg-1,Pb 28 mg·kg-1)。因此认为,施用钝化污泥能够增加土壤肥力,有利于植株的正常生长,且不会对植株造成重金属毒害。
2.4 不同配比钝化污泥对翠芦莉株高、叶面积的影响
植物生长状况是土壤理化性质和养分含量水平是否适合植物生长的综合表现。由表 6可以看出,施用钝化污泥的处理与对照(CK)相比,均可增加翠芦莉的株高和叶面积,差异达显著水平(P<0.05)。3个配比处理与对照相比,株高分别增加了34.32%、37.61%和27.38%,叶面积分别增加了43.97%、45.35%和51.38%。其中土壤与污泥配比为1:2时株高最高(79.4 cm),处理3叶面积最大(87.8 cm2)。由此可知,土壤中施用不同比例的钝化污泥能够显著增加翠芦莉的株高、叶面积,促进植株生长。加入钝化污泥的处理间对翠芦莉叶面积无显著性差异。
2.5 不同配比钝化污泥对翠芦莉干物质累积的影响
通过对植株的干物质累积量进行分析和测定,能够有效判定土壤养分含量是否满足植物的生长发育以及植物对养分的有效吸收状况[10]。由表 7可知,与对照相比,施用不同配比钝化污泥显著增加了翠芦莉的干物质累积量,地上部干物质累积量分别增加了30.96%、34.01%和28.59%,地下部干物质累积量分别增加了46.18%、49.92%和47.32%。其中,处理2地上、地下部干物质累积量达到最大,分别为19.78 g和9.22 g,表明土壤与污泥配比为1:2时对植株生长发育具有明显的效果。说明钝化污泥含有丰富的氮磷钾营养,保证了植物生长所需的养分来源。
土壤与污泥配比 地上部/(g·株-1) 地下部/(g·株-1) 全土壤(CK) 14.76±0.60 6.15±0.61 1:1 19.33±1.29 8.99±0.40 1:2 19.78±1.74 9.22±0.78 1:3 18.98±0.59 9.06±0.63 2.6 不同配比钝化污泥对翠芦莉养分含量的影响
氮素、磷素和钾素是植物生长的重要营养元素,是植物体内许多重要化合物的组成,对促进植物生长和保持植株的优良特性具有显著作用[11]。不同配比的钝化污泥对翠芦莉养分含量有着一定的影响,由表 8可知,施用钝化污泥处理的植株地上、地下部养分含量均显著高于对照。植株地上、地下部均以全氮含量增幅较大。3个施用钝化污泥的处理与对照相比,地上部养分含量分别增加了115.45%、106.05%和95.89%,地下部养分含量分别增加了164.97%、125.34%和130.94%。其中,土壤与污泥配比为1:1时,地上部全氮、全磷含量达到最高,分别为30.96 g·kg-1和3.00 g·kg-1,显著高于对照(CK)和其他处理,全钾含量显著高于对照。同时,植株地下部全氮、全磷和全钾含量在土壤与污泥配比为1:1时显著高于对照(CK)和其他处理,分别为21.33 g·kg-1、3.73 g·kg-1和38.60 g·kg-1。钝化污泥显著增加了翠芦莉氮磷钾营养,有利于促进植物生长和抵抗外界不良环境,并且钝化污泥和土壤1:1配比时,效果更明显。
2.7 不同配比钝化污泥对翠芦莉重金属含量的影响
Cu、Zn、Fe、Mn是植物生长发育所需的微量营养,是完成其生命代谢不可或缺的组成成分,但其含量超过植物承受临界值,也会对植物造成重金属毒害。由表 9可知,施用钝化污泥的处理,植株地上部Fe、Mn和Zn含量均显著高于对照(CK),有效促进植株生长。土壤与污泥配比为1:1时植株地上部Fe、Mn和Zn含量达到最高,分别为354.11、305.07和75.93 mg·kg-1,并处于植物生长的正常浓度范围。随着钝化污泥施入量增加,植株地上部Fe、Mn和Zn含量逐渐降低。施用钝化污泥的处理,土壤与污泥配比为1:1和土壤与污泥配比为1:2的两个处理植株地上部Cu含量低于对照(CK),土壤与污泥配比为1:3时使Cu含量最高(26.55 mg·kg-1),显著高于对照(CK)和其他处理,且超过了植株中毒含量22 mg·kg-1[12],对植株产生毒害作用。随着钝化污泥施入量增加,植株地上部Ni含量均低于对照,Pb含量与对照(CK)差异并不显著。施用钝化污泥的处理,植株地上部Cd含量均显著高于对照(CK),土壤与污泥配比为1:3时Cd含量最高(0.31 mg·kg-1),但低于植物毒害含量[4],并不会对植株产生毒害。
表 10为不同配比钝化污泥对翠芦莉地下部重金属含量的影响。由表 10可知,施用钝化污泥的处理,植株根系Mn、Zn含量均显著高于对照,并且土壤与污泥配比为1:2时根系Mn、Zn含量达到最高,分别为450.35 mg·kg-1和179.64 mg·kg-1,处于植物生长的正常浓度范围。施用钝化污泥的处理,植株根系Cu含量与对照(CK)差异不显著,Fe含量显著低于对照(CK)。随着钝化污泥施入量增加,植株根系Fe含量逐渐下降。施用钝化污泥的处理,植株根系Ni、Cd含量均显著高于对照(CK),并且随着施入量增加,植株根系Ni、Cd含量逐渐下降。植株根系Pb含量在土壤与污泥配比为1:2和土壤与污泥配比为1:3时显著高于对照(CK)。说明本试验施用钝化污泥能够显著增加微量元素营养。
3. 讨论与结论
城市污泥中大量存在的Fe、Mn会对人类和环境产生威胁。粉煤灰的施用能降低重金属活性,优化粉煤灰施用比例可有效提高土壤质量,避免土壤二次污染和环境的破坏[13]。不同来源的污泥重金属含量差异很大,在本研究中,试验所用城市污泥有效态Fe、Mn含量均高于国家污泥农用标准,随着粉煤灰施用量逐渐增加,污泥中有效态Fe、Mn含量逐渐下降,与前人的研究结果相一致[14-15]。与施用粉煤灰相比,磷石膏单独施用或与粉煤灰联合作用时,均未能降低污泥中有效态Fe、Mn含量,说明磷石膏对钝化污泥中重金属无明显效果。同时,污泥与粉煤灰按1:2比例钝化过程中,污泥中有效态Cu、Zn、Fe、Mn、Cd的含量在钝化8 h后达到最低,随着钝化时间的延长呈现了上升的趋势。污泥中有效态Pb、Ni的含量在钝化8 h后低于我国国家污泥农用的标准范围。本研究掌握了钝化时间对有效态重金属含量的影响,为控制钝化污泥重金属含量提供依据。
本试验结果表明,钝化污泥显著增加了土壤氮磷钾营养。随着钝化污泥施入量增加,土壤速效氮磷钾养分含量逐渐增加,与杨文娟[1]等人的研究结果相同。Fe、Mn、Cu、Zn、Ni是植株生长所需的微量营养元素,施用钝化污泥显著增加了土壤Fe、Mn、Cu、Zn、Ni含量,但土壤Cu、Zn、Ni最高含量均低于福建省农业土壤重金属污染分类标准的二级标准,土壤Fe、Mn最高含量低于国家污泥农用标准。此外,施用钝化污泥的处理显著增加了土壤中重金属Cd、Pb的含量,可能是粉煤灰本身含有的重金属对土壤的影响[16],但均低于福建省农业土壤重金属污染分类标准的二级标准。说明本试验施用钝化污泥能够显著增加土壤氮磷钾营养及微量元素营养,促进翠芦莉生长发育,且不会对翠芦莉造成毒害作用。
观察试验中翠芦莉的生长情况表明,施用钝化污泥能够促进植物的生长。其中,土壤和钝化污泥按1:1配比时,促进翠芦莉生长效果更为显著,其地上部和地下部干物质累积量达到最高,分别为19.78 g和9.22 g。钝化污泥显著增加了翠芦莉氮磷钾养分含量,有利于植株的正常生长,并且以全氮增幅最为显著。说明钝化污泥中含有丰富的氮磷钾营养,保证了植物生长所需的养分来源。均支持了苏德纯[17-18]等人的研究结果。
粉煤灰对城市污泥钝化具有显著作用,且城市污泥和粉煤灰按1:2配比时,钝化效果最佳。同时,钝化污泥显著增加了土壤氮磷钾及微量元素营养,为翠芦莉提供了正常生长所需的养分含量,促进了翠芦莉生长及干物质累积量的增加,说明土壤和钝化污泥按1:1重量比进行配比最有利于促进翠芦莉生长,可在城市园林植物栽培时应用。
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表 1 污泥和粉煤灰的pH值与若干金属元素含量
Table 1 pH and metal contents of sludge and coal ash
项目 pH Cu/
(mg·kg-1)Zn/
(mg·kg-1)Pb/
(mg·kg-1)Ni/
(mg·kg-1)Cd/
(mg·kg-1)Fe/
(mg·kg-1)Mn/
(mg·kg-1)粉煤灰 11.79 38.26 52.1 48.31 20.81 0.66 46.22 316.37 污泥 6.84 24.92 175.2 20.62 4.63 0.69 1034.65 127.06 农用标准 250 250 30 100 6 300 100 表 2 粉煤灰和磷石膏不同配比处理
Table 2 Varied mixing ratios of coal ash or phosphor-gypsum with sludge
处理 粉煤灰/kg 磷石膏/kg A0B0 0.0 0.000 A0B1 0.0 0.024 A0B2 0.0 0.018 A0B3 0.0 0.012 A1B0 0.8 0.000 A1B1 0.8 0.024 A1B2 0.8 0.018 A1B3 0.8 0.012 A2B0 1.2 0 A2B1 1.2 0.024 A2B2 1.2 0.018 A2B3 1.2 0.012 A3B0 1.6 0.000 A3B1 1.6 0.024 A3B2 1.6 0.018 A3B3 1.6 0.012 表 3 粉煤灰和磷石膏对污泥有效态Fe含量的影响
Table 3 Effect of coal ash or phosphor-gypsum on available Fe in sludge
[单位/(mg·kg-1)] 项目 粉煤灰A0 粉煤灰A1 粉煤灰A2 粉煤灰A3 磷石膏B0 1034.65±56.90 165.12±14.66 108.58±0.79 118.49±2.16 磷石膏B1 1030.05±33.13 178.10±4.27 94.89±1.80 126.39±2.30 磷石膏B2 1117.71±15.53 199.13±3.77 108.25±3.23 99.11±4.00 磷石膏B3 1045.85±10.94 214.06±2.14 109.92±2.53 97.34±1.83 表 4 粉煤灰和磷石膏对污泥有效态Mn含量的影响
Table 4 Effect of coal ash or phosphor-gypsum on available Mn in sludge
[单位/(mg·kg-1)] 项目 粉煤灰A0 粉煤灰A1 粉煤灰A2 粉煤灰A3 磷石膏B0 127.06±6.71 89.04±4.41 68.71±0.39 53.57±0.34 磷石膏B1 124.97±13.44 90.28±0.64 68.22±1.04 51.50±0.26 磷石膏B2 143.48±2.16 90.50±2.16 67.53±1.15 52.45±0.35 磷石膏B3 150.04±0.46 99.27±2.00 61.72±1.50 50.13±0.43 表 5 各处理钝化污泥对土壤养分和重金属含量的影响
Table 5 Effects of passivated sludge treatments on nutrient and heavy metal contents in soil
[单位/(mg·kg-1)] 项目 土壤与污泥配比 全土壤(CK) 1:1 1:2 1:3 速效K 165.58±0.03c 191.96±9.31b 203.19±4.67b 222.04±7.29a 有效P 93.31±0.76d 177.46±1.23c 219.10±2.29b 256.18±2.15a 碱解N 24.72±2.43d 65.56±0.41c 75.58±1.60b 81.45±0.71a 有效Fe 9.35±0.31c 59.84±0.74a 50.79±1.10a 49.10±1.92b 有效Mn 10.68±0.12d 46.02±0.03a 41.41±0.17b 31.78±1.15c 有效Cu 0.28±0.01d 2.66±0.07c 3.76±0.12b 4.01±0.11a 有效Zn 2.73±0.24c 16.39±0.27b 15.98±0.45a 15.21±0.48a 有效Ni 0.04±0.00c 0.61±0.01b 0.89±0.18a 0.83±0.02a 有效Pb 1.45±0.01c 1.99±0.05a 1.67±0.02a 1.62±0.01b 有效Cd 0.01±0.00d 0.08±0.00c 0.10±0.00a 0.09±0.00b 注:同列数据后不同小写字母表示差异达显著水平(P < 0.05)。表 6、8~10同。 表 6 各处理钝化污泥对翠芦莉生长的影响
Table 6 Effect of passivated sludge in soil on growth of R. brittoniana
土壤与污泥配比 株高/cm 叶面积/cm2 全土壤(CK) 57.7±2.1c 58.0±3.4b 1:1 77.5±4.8a 83.5±9.4a 1:2 79.4±6.4a 84.3±8.6a 1:3 73.5±3.2b 87.8±5.4a 表 8 各处理钝化污泥对翠芦莉养分含量的影响
Table 8 Effect of treatments of passivated sludge in soil on nutrients content in R.brittoniana
土壤与污泥配比 全N/
(g·kg-1)全P/
(g·kg-1)全K/
(g·kg-1)地上部分 全土壤(CK) 14.37±1.16c 1.93±0.03c 20.56±0.95c 1:1 30.96±1.17a 3.00±0.02a 38.23±0.83a 1:2 29.01±0.46b 2.81±0.03b 38.29±1.40a 1:3 28.15±0.95b 2.78±0.06b 35.50±0.96b 地下部分 全土壤(CK) 8.05±1.36c 2.65±0.02c 27.13±0.70c 1:1 21.33±0.37a 3.73±0.02a 38.60±0.71a 1:2 18.14±0.99b 3.37±0.25b 34.89±2.50b 1:3 18.59±1.30b 3.48±0.13ab 33.70±3.08b 表 9 各处理钝化污泥对翠芦莉地上部重金属含量的影响
Table 9 Effect of treatments of passivated sludge in soil on heavy metals content in aboveground parts of R. brittoniana
[单位/(mg·kg-1) 土壤与污泥配比 全Fe 全Mn 全Cu 全Zn 全Ni 全Pb 全Cd 全土壤 278.41±6.27c 102.15±0.71d 11.58±0.40b 56.33±9.80c 13.12±0.25a 2.87±0.81a 0.09±0.02c 1:1 354.11±8.16a 305.07±1.02a 10.67±0.57b 75.93±7.55a 7.23±1.20b 1.65±0.51a 0.20±0.04b 1:2 323.18±3.69ab 275.80±5.17a 11.23±0.63b 72.77±5.75b 7.52±1.39b 2.37±0.81a 0.23±0.05ab 1:3 301.22±5.10b 225.88±6.31b 26.55±0.76a 70.38±9.96b 8.61±1.81a 4.10±1.56a 0.31±0.05a 表 10 各处理钝化污泥对翠芦莉地下部重金属含量的影响
Table 10 Effect of treatments of passivated sludge in soil on heavy metals content in underground parts of R. brittoniana
[单位/(mg·kg-1) 土壤与污泥配比 全Fe 全Mn 全Cu 全Zn 全Ni 全Pb 全Cd 全土壤 3128.84±29.32a 254.28±19.32d 22.52±1.80a 103.05±8.80c 7.47±0.72c 8.76±0.68b 1.60±0.09c 1:1 2553.13±31.68b 322.30±10.60c 26.19±1.60a 179.24±9.57a 12.30±1.60a 9.87±0.26ab 2.42±0.06a 1:2 2450.13±30.88b 450.35±10.88a 23.96±0.18a 179.64±5.61a 11.25±0.08ab 10.88±0.84a 2.38±0.07a 1:3 2416.85±53.83b 373.55±19.13b 25.92±4.56a 155.34±8.93b 10.30±0.41b 10.76±1.18a 1.95±0.08b 表 7 各处理钝化污泥对翠芦莉生长后期干物质累积量的影响
Table 7 Effect of treatments of passivated sludge in soil on dry matter accumulation in R.brittoniana at late growing stage
土壤与污泥配比 地上部/(g·株-1) 地下部/(g·株-1) 全土壤(CK) 14.76±0.60 6.15±0.61 1:1 19.33±1.29 8.99±0.40 1:2 19.78±1.74 9.22±0.78 1:3 18.98±0.59 9.06±0.63 -
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