濕式氧化處理的污泥對小麥種子的萌發(fā)及幼苗生長效應(yīng)的研究

王媛 蔡玉婷 王璐 王卓 呂建洲

(遼寧師范大學(xué) 遼寧大連 116031)

城市污泥(簡稱污泥)是城市污水處理廠污水處理后的產(chǎn)物,其成分復(fù)雜不僅含有大量有機質(zhì)和養(yǎng)分,還有病原菌、寄生蟲卵、重金屬和多種有毒有害物質(zhì)[1]。如果不妥善的處理處置污泥很可能對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。污泥的處理方法有多種,但濕式氧化法是近年來污泥處理最有效的方法。不僅難降解有機物可被氧化,滅菌率還高,可以減少污泥中的重金屬,反應(yīng)時間短,反應(yīng)后可以達(dá)到減量化、無害化、穩(wěn)定化的污泥,使污泥進行農(nóng)用資源化處置[2-3]。

污泥土地利用是城市污泥最為可行的處置方法[4],既可降低污泥處置的成本,又可充分利用污泥中的大量有機質(zhì)和氮磷鉀等營養(yǎng)成分,作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機肥料,為植物生長提供養(yǎng)分,但是污泥中所含的重金屬是污泥農(nóng)用最主要的限制因素。因此探討濕式氧化處理后的污泥對植物的生長影響,可以更好的利用城市污泥,使污泥變廢為寶。本實驗通過實驗室盆栽實驗研究小麥種苗的生長情況,旨在利用生物性的生理生化指標(biāo),提供污泥農(nóng)用的科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

①材料:供試土壤為堿性沙壤土,供試污泥為經(jīng)濕式氧化法(200℃,1.5MPa)處理的城市污泥。供試小麥為春小麥。②方法:盆栽實驗,采用10×10cm的塑料盆,土樣過2mm篩。實驗設(shè)計污泥與土壤的重量比0、5%、10%、20%、40%、60%設(shè)置6個梯度實驗。每個處理設(shè)置3次重復(fù)實驗。試驗在室溫中進行,室溫控制在15～25℃,相對濕度50%～60%。選取健康的小麥種子經(jīng)蒸餾水浸種24h后,種植在土壤中,每盆種30粒種子。

2 分析測定方法

①小麥種子發(fā)芽指標(biāo):3天測定發(fā)芽勢和7天測定發(fā)芽率,計算發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。②小麥幼苗形態(tài)指標(biāo)測定:測量平均株高、根長和小麥干重。小麥干重采用烘干法測定。③小麥中重金屬含量的測定:采用硝酸-高氯酸消煮,Zn、Cu總量使用火焰原子吸收分光光度法。

表1 污泥的施用率對小麥種子萌發(fā)和幼苗形態(tài)的影響

表2 不同污泥施用率對小麥種苗中重金屬含量的影響

3 結(jié)果分析與討論

3.1 不同濃度的施用量對小麥種子萌發(fā)和幼苗形態(tài)的影響

一定量污泥的施用可以促進小麥種苗的萌發(fā),但污泥施用量過多,對小麥種子的萌發(fā)有抑制作用,從表1可以看出,10%的污泥施用量,對小麥種子萌發(fā)效果最好,幾乎100%促進了小麥種子的萌發(fā)。但是污泥施用量超過了40%,小麥種子的萌發(fā)就開始受到抑制,發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著減少,高污泥施肥量不適合小麥種子的萌發(fā)。

污泥施用量在10%時,其株高和根長最大,分別比空白增加了58.06%和59.45%,其干重也高于各施肥處理,小麥在一定量的污泥施用下,萌發(fā)和長勢都很好,高于不施污泥的對照土壤,說明污泥確實對作物的生長有一定的促進作用,但污泥施用率過高,則會起到相反的抑制作用,所以在實際農(nóng)用中,要對污泥施加量予以注意。

3.2 不同污泥施用量對小麥種苗中重金屬Cu、Zn含量的影響

重金屬是限制污泥農(nóng)用的最主要因素,濕式氧化法雖然可以減少污泥中的重金屬含量,達(dá)到可以農(nóng)用的標(biāo)準(zhǔn),但是污泥中仍含有少量重金屬,這些重金屬是否會對小麥種苗造成污染是污泥是否可以施用的關(guān)鍵因素。由表2可知,小麥種苗中的重金屬含量很少,含量最大的Zn濃度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于限量的標(biāo)準(zhǔn),但種苗中重金屬的含量隨污泥施用量的增大而增加。而且種苗實驗的時間尚短,重金屬在種苗內(nèi)的累積時間不長,或許是重金屬含量不高的原因之一,在實際應(yīng)用中,仍然需隨時檢測作物體內(nèi)的重金屬含量。

4 結(jié)語

污泥濕式氧化后其指標(biāo)符合污泥農(nóng)用時污染物的控制標(biāo)準(zhǔn)(GB4284-84),且在小麥種苗的種植上,一定量的處理污泥可以很好的促進小麥種子的萌發(fā)和種苗的生長,種苗長勢良好。經(jīng)過處理后的污泥可以用于農(nóng)業(yè)利用,一些研究也表明,污泥農(nóng)用后可以促進作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。不過在實際應(yīng)用中要注意污泥的施用量,污泥施用過高反而會抑制種子的萌發(fā)和生長,而且小麥種苗中重金屬含量隨污泥的施用量增加而增多,在實際應(yīng)用中需實時監(jiān)控,避免造成重金屬污染。

[1]盧年春,李萍,凌云,等.城市污泥綜合利用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,3(11):2101-2103.

[2]羅剛,徐榮險.污泥處理處置技術(shù)的研究進展[J].廣東化工,2007,34(12):82-85.

[3]楊琦,劉廣立.污泥處理和處置技術(shù)新進展[J].上海環(huán)境科學(xué),1999,18(3):50-52.