干化剩余污泥作草坪基質對草坪生長和土壤環境的影響

羅 艷，舒國銘，金樹權，周金波，任曉景

（1.寧波市環境保護科學研究設計院，浙江寧波 315040；2.浙江國華浙能發電有限公司，浙江寧波 315612 3.寧波市農業科學研究院生態環境研究所，浙江寧波 315010；4.余姚市環境保護局，浙江寧波 315400）

干化剩余污泥作草坪基質對草坪生長和土壤環境的影響

羅 艷1，舒國銘2，金樹權3，周金波3，任曉景4

（1.寧波市環境保護科學研究設計院，浙江寧波 315040；2.浙江國華浙能發電有限公司，浙江寧波 315612 3.寧波市農業科學研究院生態環境研究所，浙江寧波 315010；4.余姚市環境保護局，浙江寧波 315400）

將干化剩余污泥和土壤按不同質量比例混合（干化剩余污泥添加比例分別為0，10%，25%，50%，75%和100%）后作為草坪基質進行馬尼拉草坪盆栽試驗，分析干化剩余污泥作基質對草坪生長和土壤環境的影響。結果表明，馬尼拉的生長勢隨基質中干化剩余污泥添加比例的提高而增強；馬尼拉中Hg的含量與草坪基質的Hg含量存在較高相關性；各處理草坪基質的Cr，Cd和Hg含量隨干化剩余污泥添加比例的提高而顯著提高，但均未超過污泥園林綠化泥質標準。

干化剩余污泥；草坪基質；重金屬

隨著城鎮生活污水處理規模的不斷擴大，剩余污泥產生量急劇增加，科學合理地處置剩余污泥已經成為水處理行業可持續發展的關鍵問題之一。與城市生活垃圾一樣，剩余污泥成分復雜，含有病原體、寄生蟲（卵）、重金屬和難降解有機污染物等有害物質［1］，但也含有植物需要的大量的有機質和營養元素，合理利用可以變廢為寶。目前城鎮綠化建設過程中，草坪卷由于具有易裝運、成坪快等優點被普遍用于裸地綠化鋪設，然而草坪卷的大量生產會帶走表層土從而破壞耕作層土壤，造成土地資源浪費和生態環境破壞［2］。將剩余污泥進行處理后作為草坪基質開發利用，不但可避開人類食物鏈，還具有縮短草坪成坪時間、提高草坪品質等優點［3］，為剩余污泥的資源化利用開辟了一條興利抑弊的好途徑。

本研究將干化剩余污泥和土壤按不同質量比例混合作為草坪基質，通過盆栽試驗，研究干化剩余污泥作草坪基質對馬尼拉草坪生長和土壤環境的影響，以期為干化剩余污泥的資源化利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 處理設計

試驗在慈溪市金地生物堆肥合作社大棚內進行，試驗期間大棚頂膜覆蓋、邊膜敞開。采用50 cm×30cm×20cm的塑料盆進行盆栽試驗，各處理基質為污泥堆肥和土壤按不同質量比例制成的混合土，共設6個處理，分別為：CK（100%土壤）、處理1（10%干化剩余污泥+90%土壤）、處理2（25%干化剩余污泥+75%土壤）、處理3（50%干化剩余污泥+50%土壤）、處理4（75%干化剩余污泥+25%土壤）、處理5（100%干化剩余污泥），每個處理重復3次。試驗于2013年9月10日開始，每盆均勻播種馬尼拉草種5.0g，于2013年11月1日進行最后一次采樣后結束。

1.2 供試材料

供試草坪植物為馬尼拉（Zoysiamatrella）。供試土壤取自試驗大棚附近蔬菜地0～20cm耕層土，屬堿性粘土。供試干化剩余污泥為寧波市北區污水處理廠的剩余污泥經場地翻堆干化和二次堆高腐熟處理后的產物，其外形接近于土壤。供試土壤和干化剩余污泥的基本理化性質見表1。

1.3 樣品取樣和檢測分析

播種前多點采集各處理的草坪基質樣品，去除石礫和植物殘體，過2mm篩后裝瓶備用；2013年11月1日采集各盆內全部馬尼拉草進行考種，測定植物基本性狀，用清水清洗植物后，在烘箱內烘干（80℃），稱生物量；將烘干的植物樣品用碾磨機粉碎，過0.25mm篩后用于植物重金屬測定。

干化剩余污泥和土壤的pH值測定采用玻璃電極法，EC值測定采用電極法，有機質測定采用重鉻酸鉀法，全氮（以N計）測定采用半微量凱氏定氮法，全磷（以P2O5計）測定用HClO4-H2SO4消煮后采用鉬銻抗比色法。馬尼拉草坪成坪時間為草坪蓋度達到80%時所需的時間［4］；馬尼拉平均株高、平均莖粗含量分別采用直尺和游標卡尺進行測定；葉面葉綠素采用SPAD-502Plus便攜式葉綠素儀進行測定；Cr，Cd，Pb含量采用火焰原子吸收分光光度法測定，Hg、As含量測定采用原子熒光法［5-6］。

表1 供試土壤和干化污泥基本理化性狀

2 結果與分析

2.1 干化剩余污泥對草坪生長的影響

成坪時間是衡量草坪生長的一個重要指標。成坪時間短，表明幼苗苗期抗性好。從表2可以看出，各處理草坪成坪時間隨基質中干化剩余污泥添加比例的提高而縮短，全部利用干化剩余污泥作為草坪基質的處理5的成坪時間比全部利用土壤作為草坪基質的CK縮短一半以上。從植物性狀比較，各處理馬尼拉平均株高隨基質中干化剩余污泥添加比例的提高而增加，而各處理之間馬尼拉平均莖粗差異不顯著，基質中添加干化剩余污泥的5個處理的馬尼拉葉面的葉綠素含量均顯著高于CK，各處理馬尼拉生物量也都隨基質中干化剩余污泥添加比例的提高而顯著增加，處理5的馬尼拉生物量是CK的6.85倍。上述結果表明，以干化剩余污泥作基質有利于馬尼拉草生長，且其對馬尼拉生長的促進作用隨干化污泥用量增大而增強。

表2 不同處理對馬尼拉成坪時間和植物生長的影響

由表3可以看出，各處理馬尼拉草中的Cr含量較為接近，無顯著差異；植物體的Cd，Pb，As含量雖然存在一定差異，但無明顯規律；而不同處理植物體的Hg含量卻隨著干化剩余污泥添加比例的提高顯著增加。本研究中干化剩余污泥和土壤的Cr，Cd和Hg本底值均存在較大差異，但是各處理植物的Cr和Cd含量并未隨基質中Cr和Cd含量的提高而增加，可見馬尼拉對重金屬的富集具有選擇性［7-8］。

2.2 干化剩余污泥對土壤理化性狀的影響

剩余污泥中含有大量的有機質、氮、磷營養元素，與土壤的養分水平在存在較大差異。由表4可以看出，添加各處理后至試驗結束時，土壤中的有機質、全氮、全磷含量隨基質中剩余污泥添加比例的增加而顯著提高，且差異顯著，表明添加干化剩余污泥可顯著提高草坪基質的肥力水平。

表3 不同處理草坪盆栽植物的重金屬含量mg·kg-1

表4 不同處理對土壤理化性狀的影響

各處理土壤中的Cr，Cd，Hg，As含量隨基質中剩余污泥添加比例的增加而顯著提高，但Pb在各處理土壤中的含量無顯著差異。由于本研究中干化剩余污泥作為草坪基質應用，因此可以與污泥園林綠化泥質標準（GB/T23486-2009）進行比較，從比較結果可以看出，雖然草坪基質中Cr，Cd，Hg，As元素含量隨使用比例的提高而增加，但均未超過國家標準。重金屬污染問題一直是污泥土地利用的最大障礙因素［9］。干化剩余污泥的重金屬含量直接取決于剩余污泥的重金屬含量，因此為保證干化剩余污泥能安全用于草坪基質，需要對污水處理廠的剩余污泥進行正確評估，從源頭進行質量監控。目前剩余污泥在農用、園林綠化、土壤改良等各方面均已經有相關標準，干化剩余污泥在使用過程中一定要符合相應標準，以免對土壤環境產生二次污染。

3 小結

干化剩余污泥可顯著提高草坪基質的有機質、全氮和全磷含量，且馬尼拉的生長勢隨基質中干化剩余污泥添加比例的提高而增強；馬尼拉對重金屬富集具有選擇性，各處理的馬尼拉植物Hg含量與草坪基質的Hg含量顯著相關，但其余的植物重金屬含量與草坪基質重金屬含量不存在顯著相關性。

本研究中，添加干化剩余污泥提高了草坪基質中部分重金屬元素的含量，其中Cr，Cd，Hg含量隨干化剩余污泥添加比例的提高而顯著提高，但均未超出國家污泥園林綠化泥質標準，可安全使用。在實際應用中，需要對污水處理廠剩余污泥中的重金屬含量進行正確評估，從源頭進行質量監控，防止對土壤環境產生二次污染。

［1］ 梁美英，邵海林，王建程，等.城市生活垃圾對草坪草種子發芽及生長的影響［J］.山西農業科學，2008，36（5）：39-41.

［2］ 高定，劉洪濤，陳同斌，等.城市污泥堆肥用于草坪基質的生物與環境效應［J］.中國給水排水，2009，25（15）：119-121.

［3］ WarmanPR，TermeerWC.Compostingandevaluationof racetrackmanure，grassclippingsandsewagesludge［J］. BioresourceTechnology，1996，55（2）：95-101.

［4］ 魯如坤.土壤農業化學分析方法［M］.北京：中國農業科學技術出版社，2000.

［5］ 鮑士旦.土壤農化分析［M］.北京：中國農業出版社，2000.

［6］ 宋桂龍.運動場草坪土壤配比及其對草坪生長影響研究［D］.北京：北京林業大學，2006.

［7］ 徐加慶，于瑞蓮，鄭建山.城市污水廠脫水污泥施用對馬尼拉草生長及其對重金屬遷移轉化的影響［J］.環境化學，2011，30（6）：1091-1095.

［8］ DaiJ，ChenL，ZhaoJ，etal.Characteristicsofsewagesludge anddistributionofheavymetalinplantswithamendmentof sewagesludge［J］.JournalofEnvironmentalSciences，2006，18（6）：1094-1100.

［9］ 梁麗娜，黃雅曦，楊合法，等.污泥農用對土壤和作物重金屬累積及作物產量的影響［J］.農業工程學報，2009（6）：81-86.

（責任編輯：高 峻）

X71文獻標志碼：A文章編號：0528-9017（2014）07-1046-03

文獻著錄格式：羅艷，舒國銘，金樹權，等.干化剩余污泥作草坪基質對草坪生長和土壤環境的影響［J］.浙江農業科學，2014（7）：1046-1048.

2014-02-14

寧波市環保專項資金資助項目［甬環發［2013］79號］

羅 艷（1980-），女，湖北公安人，工程師，碩士，從事環境保護政策研究工作。E-mail：42399837@qq.com。