不同基料配比對太平三號蚯蚓飼養的影響

白家云　楊麗軍　朱本國　王麗娟　何琴

摘要：為了探究不同基料對太平3號蚯蚓養殖的影響，以4種不同的基料，試驗研究了蚯蚓的繁殖情況；污泥蚯蚓發酵后測定了基料中有機質、pH值、Ec值、有效氮、有效磷、有效鉀、全氮、全磷、全鉀含量的變化；微生物中測定了細菌、真菌、放線菌數量計數；重金屬中測定了鉛、鎘、鉻、汞、砷含量的變化；進一步分析了蚯蚓生長的適宜環境。

關鍵詞：不同基料、城市污泥、太平3號蚯蚓

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）20012402

1引言

隨著污水處理技術的發展，污泥處置問題已成為當前污水處理中的一大難點。目前，污水處理廠產生的污泥主要的處理方式有濃縮、脫水、干化、消化、堆肥等；處置方式有焚燒、填埋、投海以及土地利用[1]。到2010年，全國城鎮污水處理的污泥產量為2000多萬t，然而，僅有20%左右的污泥得到了無害化處理和資源化利用，大量的污泥未能得到無害化處理[2]。

在我國國內，蚯蚓處理污水污泥始于20世紀70年代，Hait S[3]利用蚯蚓將污泥加工成表層土壤，此后陸續有實驗室進行更深入的研究。大量研究表明，蚯蚓具有較強的吞食能力和耐污能力，蚯蚓處理可顯著提高污泥養分的有效性，使重金屬的有效性大大降低。采用連續進料、連續出料運行方式處理污水污泥時，溫度、濕度和放養面密度等環境條件對蚯蚓處理效果存在顯著影響，適合于蚯蚓生活的溫度為10～30℃，且濕度越高，蚯蚓活性越高，所得蚯蚓糞富含氮、磷、鉀等養分，病原菌含量低，可作為有機肥或土壤改良劑進行土地利用，是一種理想的天然生物肥料[2]。

2材料與方法

2.1試驗概況

試驗時間為2017年10月，地點在重慶市風景園林科學研究院302室內飼養，供試材料為赤子愛勝蚓太平三號蚯蚓；供試新鮮污泥為重慶市鼎旺環保有限公司處理的城市污泥；原生存土壤為購買蚯蚓時所帶土壤；污泥二次發酵產物為重慶鼎旺環保有限公司處理的半成品；園林營養土為重慶市風景園林科學研究院研發。

2.2方法

與原生存土壤、新鮮污泥、污泥二次發酵產物、園林營養土4種基質條件下飼養蚯蚓， 每一組4個平行，共16個試驗箱。每組基料重量都各為5 kg，每組試驗箱投放250 g蚯蚓（約500條）。在投放之前，將蚯蚓用溫暖的自來水清洗干凈，放于濾紙上擦拭干凈后稱重，計算蚯蚓總重。將蚯蚓均勻投放至基料中，試驗期為30 d，在接種蚯蚓后30 d時取樣。取樣時，從每一種處理中隨機挑出30條蚯蚓，清洗干凈后用濾紙擦干稱重，計算出平均重量，從而估計總重量。從4種處理中取土樣，進行檢測。蚯蚓需每天澆水，濕度保持在60%～70%。

2.3樣品測定

蚯蚓的繁殖情況： 蚯蚓平均重=養殖一定時間后成蚓總重/成蚓條數。基料指標測定： pH值、Ec值、有機質、有效氮、有效磷、有效鉀、全氮、全磷、全鉀。微生物測定：細菌、真菌、放線菌。重金屬測定：Cr、 Cd、Pb、 Hg、As。

3結果與分析

3.1污泥蚯蚓堆肥過程中蚯蚓的生長情況

蚯蚓生長、繁殖狀況反映并影響堆肥的效果。因此，本實驗對下種前蚯蚓和下種后30 d的蚯蚓分別進行了觀察、統計。試驗每組處理基料均為5 kg，投放500條蚯蚓，體重約為0.6 g，平均每條直徑≥3～4 mm，長度≥5～7 cm，個體均勻。下種后第二天，園林營養土處理和二次發酵產物處理的蚯蚓均出現逃逸現在，主要原因是這兩種基料的鹽分（EC值）比較高，不適宜蚯蚓的生長。在30 d的處理過程中，蚯蚓重的結果見表1，原污泥處理后的蚯蚓成倍增長，繁殖狀況良好，原土處理后蚯蚓也有所增加，但不是很明顯。

3.2污泥蚯蚓堆肥過程中細菌計數

細菌是堆肥過程中數量最多的一類微生物，它對堆肥中原料的降解和發酵升溫都起著重要的作用[4]。在污泥堆肥過程的初始階段，細菌最為活躍[5]。由表2可以看出，原土、營養土、二次發酵產物中細菌數量變化不顯著，污泥發酵過程中細菌數量增加最為顯著。

3.3污泥蚯蚓堆肥過程中真菌計數

土壤中真菌類型比較多，其多以菌絲狀態存在，個體雖然不多，但生物量遠大于細菌和放線菌，它在酸性和好氣條件下最為活躍[6]。另外，真菌也是蚯蚓的重要營養來源[7]，由表3可以看出，4種處理真菌均有上升趨勢，變化不是很大。溫度上升促使真菌活動增強、數量增大。

3.4污泥蚯蚓堆肥過程中放線菌計數

放線菌是堆肥過程中高溫期的優勢菌群，它在堿性、較干旱和有機質豐富的土壤中特別多[7]。從表4中可以看出，初始污泥中的放線菌數量并不高，四種基料的放線菌數量差別不大，但是，經過30d的堆肥處理，污泥中的放線菌數量增長比其它3個處理要明顯。

3.5污泥蚯蚓堆肥過程中營養元素的變化

由于蚯蚓的排泄物中營養元素和微生物組成不同，從而會影響有機質的分解速率。蚯蚓的排泄物中富含可溶性氮、磷、鉀等營養物質。氮、磷、鉀不僅是植物生長的必要營養物質，也是污泥資源化的重要指標[2]。在為期30d的堆肥過程中，由表5可以看出，污泥蚯蚓堆肥處理后全氮、全磷、全鉀含量下降，有效氮、有效磷、有效鉀有所增加；pH值都呈弱酸性，變化不明顯；原土中有機質變化有所下降，污泥處理中變化不明顯。

3.6污泥蚯蚓堆肥過程中重金屬的變化

土壤中重金屬等有毒物質，通過蚯蚓攝食后，首先在胃部產生毒害作用，然后又經過腸道，腸道粘膜層纖毛細胞也同樣受到損傷[8]。由表6可以看出，污泥蚯蚓堆肥后蚯蚓對污泥中重金屬總砷、總汞、總鉛、總鎘、總鉻都有吸收，由于重金屬不同，因而各重金屬的吸收系數不同，其中，總砷、總汞、Cd變化不大。

4結語

污泥蚯蚓堆肥是一種高效的、環保的處理城市污泥的方法，本項目在實驗室條件下對污泥蚯蚓堆肥的營養元素、微生物數量、重金屬進行了測定。污泥蚯蚓經過30 d的堆肥預處理，從4種基料飼養太平3號蚯蚓來分析，蚯蚓能夠很好地適應新鮮污泥的環境，新鮮污泥處理的效果也是最好的，可以達到農用標準，對污泥進行資源化利用。

城市污泥經蚯蚓堆肥處理后，利用蚯蚓與微生物的活動，污泥中營養物質（有效氮、有效磷、有效鉀等）含量明顯增加，污泥中重金屬含量降低，說明污泥蚯蚓堆肥處理效果顯著。污泥堆肥可應用于園林綠化、花卉、草皮栽培等，有利于我國生態環境的建設。

參考文獻：

[1]

陳玉成， 皮廣潔， 黃倫先，等. 城市生活廢棄物處理的因素優化及其重金屬富集研究[J]. 應用生態學報， 2003， 11（4）：2006～2010.

[2]李碧潔. 城市污泥蚯蚓堆肥過程中的營養元素、酶活性及微生物動態研究[D]. 蘭州：西北師范大學， 2013.

[3]Hait S， Tare V. Transformation and availability of nutrients and heavy metals during integrated composting – vermicomposting of sewage sludges[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety， 2012（0）.

[4]李敏清，袁英英，楊江舟，等.畜禽糞便堆肥過程中酶活性及微生物數量的變化研究[J].中國生物工程雜志，2010，30（11）：56～60.

[5]馮明謙，劉德明. 滾動式高溫堆肥中微生物種類數量的研究[J]. 中國環境科學，1999，19（6）：490～492.

[6]朱鶴健，何宜庚.土壤地理學[M].北京：高等教育出版社，1992.

[7]徐軼群，封克，王子波，等.城市生活污泥蚯蚓處理過程中相關酶活性的動態變化特征 [J].農業環境科學學報，2010，29（5）：995～999.

[8]郭永燦，王振中，張友梅，等.土壤中重金屬污染對白頸環毛叫胃腸道粘膜損傷的掃描電鏡觀察[J].電子顯微學報，1994（3）：84～89.endprint