污泥堆肥土種植盆栽長春花滲濾液中重金屬含量

曹雪瑩 徐云峰 鄧小蘭

摘要 [目的]明確利用污泥堆肥土種植植物的可行性。[方法]分別用生活污泥堆肥而成的堆肥土和菜園土種植盆栽長春花，每2周收集滲濾液，分析長春花的存活率及滲濾液中Pb、Cd、Cu、Zn的含量。[結(jié)果]利用堆肥土種植盆栽長春花的長勢優(yōu)于菜園土，參照《地表水環(huán)境指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）》的評價標(biāo)準(zhǔn)，綜合評價滲濾液中重金屬（Pb、Cd、Cu、Zn）均符合Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)。[結(jié)論]經(jīng)過堆肥處理的堆肥土的種植效果好，且不擴(kuò)散污染，可為土地利用。

關(guān)鍵詞 堆肥土；重金屬；污泥；滲濾液

中圖分類號 X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）04-0061-03

Heavy Metals Content of Leachare from Sludge Compost Soil Planting Potted Catharanthus roseus

CAO Xue-ying1， XU Yun-feng2， DENG Xiao-lan3 （1. Dongguan Shengyin Urban Landscape Agricultural Engineering Research Center， Dongguan， Guangdong 523000； 2. Dongguan Shengyin Bio-organic Fertilizer Co.， Ltd.， Dongguan， Guangdong 523000； 3. Guangdong Shengyin Flower Gardening Co.， Ltd.， Dongguan， Guangdong 523000）

Abstract [Objective] To study the feasibility of cultivating plants by sludge compost soil. [Method] Sludge compost soil and vegetable soil were used to cultivate Catharanthus roseus in pot， and the leachate were collected every 2 weeks， the survival rate of Catharanthus roseus and Pb， Cd， Cu， Zn content in leachate were analyzed. [Result] The results showed that Catharanthus roseus grew better in sludge compost soil than in vegetable soil； according to Surface Water Quality Standard （GB 3838—2002）， heavy metals（Pb， Cd， Cu， Zn） in the leachate were up to the standard of level V. [Conclusion] The planting effect of compost soil is good and non proliferation pollution.

Key words Compost soil；Heavy metal；Sludge；Leachate

城市污泥是城市污水處理站的必然副產(chǎn)物，是一種由有機(jī)殘片、微生物、無機(jī)顆粒、膠體污泥等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。在含有病原菌、重金屬等有害物質(zhì)的同時，還含有豐富的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等[1]。因此，通過堆肥處理技術(shù)，使有機(jī)物不斷被降解和穩(wěn)定，可生產(chǎn)出一種適宜用于花卉、苗木與園林綠化利用的產(chǎn)品，從而真正實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

污泥中的重金屬殘留是制約污泥土地利用的主要因素之一[2]。筆者從城市污水廠污泥土地利用的環(huán)境安全性出發(fā)，分別利用菜園土和堆肥土種植盆栽長春花，收集滲濾液，分析地下水的重金屬污染程度，旨在為污泥土地的科學(xué)合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試土樣。菜園土與堆肥土購自廣東省東莞市地區(qū)。菜園土和堆肥土的基本性質(zhì)見表1，其重金屬含量見表2。由表2可知，菜園土和堆肥土均達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質(zhì)》（CJ 248—2007）標(biāo)準(zhǔn)，可應(yīng)用于花卉、苗木的生產(chǎn)以及園林綠化工程的應(yīng)用。

1.1.2 水質(zhì)重金屬。對試驗(yàn)用水進(jìn)行重金屬分析檢測，結(jié)果為Cu 0.050 μg/mL，Cd 0.020 μg/mL，Pb 0.002 μg/mL，Zn 0.034 μg/mL。

1.1.3 供試植物。長春花。

1.2 堆肥工藝

采用露天堆肥，將新鮮污泥、蘑菇渣、廢白土按濕重比10∶3∶3進(jìn)行人工混合均勻，C/N調(diào)節(jié)至25，保持含水率50%～60%，堆肥時間為34 d，堆肥土降至常溫，發(fā)酵完成。物料的基本性質(zhì)見表3。

1.3 種植方法

種植基地位于東莞市萬江區(qū)水蛇涌（圣茵花場）。試驗(yàn)時間：2016年5月17日至7月16日。試驗(yàn)設(shè)2個處理，每處理10個平行。處理①：以菜園土為種植基質(zhì)，以盆栽形式每盆種植1株長春花小苗。處理②：以堆肥土為種植基質(zhì)，以盆栽形式每盆種植1株長春花小苗。1 d澆水2次，試驗(yàn)過程中，不使用農(nóng)藥和化肥。每隔14 d測長春花小苗的株高、冠幅及成活率。

滲濾液收集方法：于每個盆栽底部放置底盤，每次澆水后，將滲濾液收集到對應(yīng)的容器中，每隔14 d對滲濾液采樣1次，檢測分析其重金屬含量。

1.4 理化性質(zhì)測定方法 采用重量法測定含水率；采用玻璃電極法測定pH；采用重鉻酸鉀容量法測定有機(jī)質(zhì)含量；采用凱氏定氮法測定總氮含量；采用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法測定（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測試中心，2007）總磷含量；采用氫氧化鈉熔融后火焰光度法測定（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測試中心，2007）全鉀含量。采用硝酸-高氯酸-氫氟酸消煮樣品，原子吸收分光光度計(jì)（ Z-2000，HITACHI）測定土壤重金屬（Pb、Cd、Cu、Zn）全量。采用原子吸收分光光度計(jì)（ Z-2000，HITACHI）測定水樣重金屬（Pb、Cd、Cu、Zn）全量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理長春花的存活率 測定結(jié)果表明，利用堆肥土種植長春花的成活率為90%，遠(yuǎn)高于菜園土種植長春花的成活率（40%）。從圖1、2可以看出，不管是冠幅還是株高，處理②的長勢均優(yōu)于處理①。這與菜園土的營養(yǎng)成分較堆肥土差，再加上菜園土質(zhì)地黏重，不利于根系舒展生長有關(guān)。

2.2 不同處理滲濾液重金屬含量

2.2.1 Cu含量。從圖3可以看出，處理①、②滲濾液中Cu含量在0.039～0.150 mg/L，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)1.000 mg/L。而處理②滲濾液的Cu含量高于處理①，這與菜園土的Cu含量低于堆肥土有關(guān)。

2.2.2 Cd含量。從圖4可以看出，處理①、②滲濾液中Cd含量在0～0.001 mg/L，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)0.010 mg/L，而處理②滲濾液中Cd含量稍高于處理①，這與菜園土的Cd含量低于堆肥土有關(guān)。

2.2.3 Pb含量。從圖5可以看出，處理①、②滲濾液中Pb含量在0.050～0.074 mg/L，低于標(biāo)準(zhǔn)0.100 mg/L，處理②滲濾液中Pb含量低于處理①，這與菜園土的Pb含量高于堆肥土有關(guān)。

2.2.4 Zn含量。

從圖6可以看出，處理①、②滲濾液中Zn含量在0～0.053 mg/L，低于標(biāo)準(zhǔn)2.000 mg/L，盡管堆肥土的Zn含量為153.61 mg/kg，菜園土的Zn含量為53.05 mg/kg（表2），然而，處理①、②的滲濾液中Zn含量相近，且均為低值。這是由于一方面，重金屬Zn在土壤中以殘?jiān)鼞B(tài)為主[3]，在自然界正常條件下不易釋放，能長期穩(wěn)定在沉積物中[4]；另一方面，堆肥土的有機(jī)質(zhì)含量高，能促進(jìn)堆肥土中重金屬Zn的形態(tài)轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)Zn[5]。

3 結(jié)論

該研究表明，相對于園林種植常用的菜園土，堆肥土更適用于種植盆栽長春花，存活率、株高、冠幅的生長指標(biāo)均優(yōu)于菜園土。除了重金屬Zn以外，滲濾液中重金屬Pb、Cd、Cu含量與種植基質(zhì)的重金屬含量呈正相關(guān)，即基質(zhì)中重金屬（Pb、Cd、Cu）含量高，則滲濾液中重金屬（Pb、Cd、Cu）的含量高。參照《地表水環(huán)境指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）》的評價標(biāo)準(zhǔn)，滲濾液的重金屬Zn、Cd含量符合Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，重金屬Cu含量符合 Ⅱ 類標(biāo)準(zhǔn)，而重金屬Pb含量稍高，符合Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，因此，綜合評價，滲濾液符合Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，可排放于“適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域”。研究發(fā)現(xiàn)，堆肥過程不但可使污泥中揮發(fā)性物質(zhì)含量降低，臭味減小，而且可以固化和鈍化重金屬[6]。因此，可利用生物好氧堆肥方法將城市生活污泥制成堆肥土，并將其應(yīng)用于種植盆栽花卉，對受納水體不會造成環(huán)境污染。

參考文獻(xiàn)

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[2] 呂彥.城市污水廠污泥土地利用重金屬遷移規(guī)律研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2004.

[3] 郝漢舟，靳孟貴，李瑞敏，等.耕地土壤銅、鎘、鋅形態(tài)及生物有效性研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2010，19（1）：92-96.

[4] 韓春梅，王林山，鞏宗強(qiáng)，等.土壤中重金屬形態(tài)分析及其環(huán)境學(xué)意義[J].生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（12）：1499-1502.

[5] 商和平，李洋，張濤，等.畜禽糞便有機(jī)肥中Cu、Zn在不同農(nóng)田土壤中的形態(tài)歸趨和有效性動態(tài)變化[J].環(huán)境科學(xué)，2015（1）：314-324.

[6] 謝小蘭，曹雪瑩，種云霄，等.銅鋅超標(biāo)的城鎮(zhèn)污泥在大規(guī)模條垛式堆肥過程中重金屬變化[J].環(huán)境工程，2014，32（S1）：319-324.