干化剩余污泥作草坪基質(zhì)對草坪生長和土壤環(huán)境的影響

羅 艷，舒國銘，金樹權，周金波，任曉景

（1.寧波市環(huán)境保護科學研究設計院，浙江寧波 315040；2.浙江國華浙能發(fā)電有限公司，浙江寧波 315612 3.寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院生態(tài)環(huán)境研究所，浙江寧波 315010；4.余姚市環(huán)境保護局，浙江寧波 315400）

干化剩余污泥作草坪基質(zhì)對草坪生長和土壤環(huán)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(huán)境保護科學研究設計院，浙江寧波 315040；2.浙江國華浙能發(fā)電有限公司，浙江寧波 315612 3.寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院生態(tài)環(huán)境研究所，浙江寧波 315010；4.余姚市環(huán)境保護局，浙江寧波 315400）

將干化剩余污泥和土壤按不同質(zhì)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(zhì)進行馬尼拉草坪盆栽試驗，分析干化剩余污泥作基質(zhì)對草坪生長和土壤環(huán)境的影響。結(jié)果表明，馬尼拉的生長勢隨基質(zhì)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(zhì)的Hg含量存在較高相關性；各處理草坪基質(zhì)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(zhì)標準。

干化剩余污泥；草坪基質(zhì)；重金屬

隨著城鎮(zhèn)生活污水處理規(guī)模的不斷擴大，剩余污泥產(chǎn)生量急劇增加，科學合理地處置剩余污泥已經(jīng)成為水處理行業(yè)可持續(xù)發(fā)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(zhì)［1］，但也含有植物需要的大量的有機質(zhì)和營養(yǎng)元素，合理利用可以變廢為寶。目前城鎮(zhèn)綠化建設過程中，草坪卷由于具有易裝運、成坪快等優(yōu)點被普遍用于裸地綠化鋪設，然而草坪卷的大量生產(chǎn)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(tài)環(huán)境破壞［2］。將剩余污泥進行處理后作為草坪基質(zhì)開發(fā)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(zhì)等優(yōu)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(zhì)量比例混合作為草坪基質(zhì)，通過盆栽試驗，研究干化剩余污泥作草坪基質(zhì)對馬尼拉草坪生長和土壤環(huán)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(nèi)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(zhì)為污泥堆肥和土壤按不同質(zhì)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(jié)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(qū)污水處理廠的剩余污泥經(jīng)場地翻堆干化和二次堆高腐熟處理后的產(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(nèi)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(nèi)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(zhì)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(jié)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(zhì)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(zhì)的處理5的成坪時間比全部利用土壤作為草坪基質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jié)果表明，以干化剩余污泥作基質(zhì)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(guī)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(zhì)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(zhì)、氮、磷營養(yǎng)元素，與土壤的養(yǎng)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(jié)束時，土壤中的有機質(zhì)、全氮、全磷含量隨基質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)應用，因此可以與污泥園林綠化泥質(zhì)標準（GB/T23486-2009）進行比較，從比較結(jié)果可以看出，雖然草坪基質(zhì)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(zhì)，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(zhì)量監(jiān)控。目前剩余污泥在農(nóng)用、園林綠化、土壤改良等各方面均已經(jīng)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(huán)境產(chǎn)生二次污染。

3 小結(jié)

干化剩余污泥可顯著提高草坪基質(zhì)的有機質(zhì)、全氮和全磷含量，且馬尼拉的生長勢隨基質(zhì)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(zhì)的Hg含量顯著相關，但其余的植物重金屬含量與草坪基質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量監(jiān)控，防止對土壤環(huán)境產(chǎn)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(fā)芽及生長的影響［J］.山西農(nóng)業(yè)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(zhì)的生物與環(huán)境效應［J］.中國給水排水，2009，25（15）：119-121.

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［5］ 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

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［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(zhuǎn)化的影響［J］.環(huán)境化學，2011，30（6）：1091-1095.

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（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(zhì)對草坪生長和土壤環(huán)境的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2014（7）：1046-1048.

2014-02-14

寧波市環(huán)保專項資金資助項目［甬環(huán)發(fā)［2013］79號］

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