赤子爱蚯蚓-金盏菊联合修复污泥中重金属Cu、Cd的研究.docx
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1、510152025303540赤子爱蚯蚓-金盏菊联合修复污泥中重金属(Ci1、Cd)的研究李惠中,刘汉湖,王晓青(中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221116)摘要:本实验以中国矿业大学南湖校区污水处理站剩余污泥为研究对象,进行了赤子爱胜蚓一金盏菊联合修复污泥重金属(Cu、Cd)的研究。实验结果表明:赤子爱胜蚓能够提高污泥中DTPA提取态重金属的含量;增加金盏菊对重金属的富集。其中在CU的浓度Omg/kg、Cd的浓度OmgZkg时金盏菊茎叶部浓度增加值最大,分别为21.19mg/kg、3.01mgkg在CU的浓度50mgkg.Cd的浓度5mg/kg时金盏菊根部浓度增加值最大,分别为35.5
2、8mgkg.2mgkgo关键词:剩余污泥;Cu.Cd;赤子爱胜蚓;金盏菊中图分类号:X53Experimenta1.studyofHeavyMeta1.s(CuCd)intheS1.udgeCombinedRemediationbytheEiseniafoetidaandCa1.endu1.aofficina1.is1.1.IHuizhong,1.IUHanhu,WANGXiaoqing(Schoo1.ofEnvironmentScience&Spatia1.Informatics,ChinaUniversityofMiningandtechno1.ogy,Xuzhou,Jiangsu2211
3、16)Abstract:Thisexperimenta1.studyhastakentheresidua1.s1.udgefromwastewatertreatmentp1.antofChinaUniversityofMiningandTechno1.ogyasresearchobject,themechanismofheavymeta1.(Cu、Cd)inthes1.udgecombinedremediationbytheEiseniafoetidaandCa1.endu1.aofficina1.is1.wasstudied.Theresu1.tsshowedthat:increasethe
4、DTPAextractab1.eheavymeta1.sandenhancetheabsorptionoftheheavymeta1.WhenconcentrationofCuandCdwas0mgkg,theaccumu1.atingconcentrationofCuandCdbytheShootsofCa1.endu1.aofficina1.is1.addedwasmaximum,were21.19mg/kg、3.01mg/kg.WhenconcentrationofCuandCdwas50mgkg.5mg/kg,theaccumu1.atingconcentrationofCuandCd
5、theRootsofCa1.endu1.aofficina1.is1.addedwasmaximum,were235.58mg/kg,2mgkg.Keywords:residua1.s1.udge;Cu、Cd;eiseniafoe1.ide;Ca1.endu1.aofficina1.is1.0引言近年来,随着我国经济发展和城市化进程加快,生活污水和工业废水的排放量日益增多,污水处理能力也日益增加,随之产生的剩余污泥也急剧增加叫大量未经处理的剩余污泥任意堆放和排放会对环境造成了二次污染回儿因此,合理处理剩余污泥以避免二次污染是一项需要迫切解决的问题。当前国内外污泥的处置方法主要有卫生填埋、污泥焚
6、烧、污泥投海3种。但是这些处理方法都存在弊端,我国污泥处理处置的目标是鼓励符合标准的污泥进行土地利用,实现污泥的减量化、无害化和稳定化。污泥中含有的有机质和N、P等营养元素,施入土壤后可以通信联系人:刘汉湖(1965-),男,山东招远人,教授,主要研究方向为:人工湿地处理城市生活污水技术、矿区水害防治技术与水资源评价、矿区环境地质灾害评价等.E-mai1.:作者简介:李惠中(1988),男,辽宁沈阳人,中国矿业大学2006级学生,从事环境污染生态修复方面研究45505560657075提高土壤的肥力,促进农作物增产叫是一种非常具有潜力的污泥处置方式,然而污泥中的重金属是污泥农用的一个重要限制因
7、素。城市污泥重金属传统的去除方法主要有化学法和微生物法,但这些方法因细菌培养时间长、处理效果不稳定、淋滤时间长、费用较高、操作复杂,酸化处理降低污泥的肥料价值等受到了限制。而植物修复技术是一种有效、低成本的绿色环境净化技术。目前已发现超积累植物有400多种,它们涉及藻类植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物等草本和木本植物4然而单独利用植物修复技术修复重金属污染受两个因素的限制口儿第一个因素是超积累植物的生长速度缓慢和生物量小;第二个因素是土壤中重金属的生物有效性低”久重金属进入土壤后主要以难溶态的形式存在,而溶解态和易溶态才是植物吸收的主要形态口叫相关资料表明,蚯蚓在取食、排泄代谢产物等生命活动
8、过程中可能对土壤的理化性质和重金属化学行为产生直接或间接的影响,可提高重金属的生物有效性,若将蚯蚓的活化作用和植物修复联合应用,必将提高植物修复效率。针对我国城市剩余污泥产生量急剧增加和重金属污染的现实,为了达到污泥无害化和农用要求,本实验借鉴蚯蚓提高土壤中重金属活性的机理应用到污泥中,采取蚯蚓一金盏菊植物联合修复剩余污泥重金属(Cu、Cd)o1 .实验材料供试污泥:取自中国矿业大学南湖校区污水处理站的剩余污泥,在自然条件下风干,同时使污泥中的各种重金属形态、理化性质达到平衡,时间为15d。其基本理化性质见表1。表1供试污泥基本理化性质Tab1.e1Physicochemistrycharac
9、terofexcesss1.udgetested取样点PH值有机质含量(%)w(全量Pb)/(mgkg,)w(全量Cd)/(mgkg1.)W(DTPA-Pb)/(mgkg1.)W(DTPA-Cd)/(mgkg,)供试污泥7.1642.24282.1416.7824.823.55供试蚯蚓:供试蚯蚓为赤子爱胜蚓,购买于山东淄博高新区石桥盛之龙蚯蚓养殖厂。从中选取大小均一且有明显环带(即生殖带)的成年蚯蚓作为接种蚯蚓。供试植物:供试植物为徐州本土一、二年生草本花卉金盏菊,购于徐州亚华生态园花卉市场。2 .实验方法2.1 实验设计方案实验容器为塑料花盆,底部有小孔,高15.1cm,上下口直径分别为16
10、.8cm、10.8cm。实验时用纱网将花盆顶部、底部封住以防蚯蚓逃逸,多余水分可从底部自由渗出。将风干污泥过2mm筛,称取4kg于塑料花盆中,分别加入0、50、100和15OmgZkg的Cu(CuSO45H2O)或0、5、10和20mgkg的Cd(Cd(NO3)24H2O),在室内干湿交替培养30d至污泥中各形态重金属分配平衡,在每个花盆中加入10条赤子爱胜蚓,并种植花卉植物金盏菊,并以不加蚯蚓的相应处理为对照(CK)。共设16个处理,每个处理重复3次,共48个样品。温室内培养30d后收获,培养过程中保持污泥水分在田间持水量的60%70%。2.2 实验分析方法DTPA提取态重金属的测定:配制0
11、.05mo1.1.-IDTPA溶液(PH=7.3),再将样品与DTPA溶液按1:2配比。混合溶液在120rmin-1.震荡1小时后,再3500rmin-1.离心分离IOrnirh将上清液用慢速滤纸过滤,然后用火焰原子吸收法测定16。80859095全量重金属的测定:采用HNO3-HF-HC1O4法消解,使用美国热电公司Unicam969原子吸收分光光度计测定。3 .实验结果与分析3.1 赤子爱胜蚓对污泥DTPA提取态重金属的影响重金属对环境危害的大小主要由重金属的形态决定,重金属的形态不同,其环境行为不同,对生物的毒性也不尽相同。DTPA提取态是土壤中重金属生物有效性的容量指标。在本实验中赤子
12、爱胜蚓对Cu、Cd不同配比浓度下污泥中DTPA提取态重金属的影响分析见图1、图2。105.0090. 0075. 0060. 0045. 0030. 0015. 00CU配比浓度(mgkg)1)O. Gx/3(OOIVd1.a) M图1蚯蚓对CU不同配比浓度污泥中W(DTPA-CU)的影响Figure!ImpactoftheEarthwormson(hew(DTPA-Cu)a(heDifferentConcentrationofCuintheS1.udge(备注:同浓度间字母相同,相关处理无显著性差异(P0.05);同浓度字母不同,相关处理有显著性差异(PW(DTPA-Cd)影响不同。在未接种
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