市政污泥農(nóng)用中銅、鋅、鎳的生態(tài)安全閾值研究.pdf

1、農(nóng)用是市政污泥重要處置手段之一，然而，污泥農(nóng)用會(huì)增加土壤重金屬的總量。因此，不合理的施用污泥可能會(huì)對(duì)土壤生態(tài)安全乃至人類(lèi)健康帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)，而污泥中重金屬的生物有效性及其對(duì)土壤性質(zhì)的影響對(duì)于控制污泥使用污染土壤有著重要的作用。盡管我國(guó)現(xiàn)行污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)在各項(xiàng)控制指標(biāo)方面越來(lái)越趨于完善，但仍需考慮以單一土壤 pH值分段式(GB4284-84)以及不同作物施用范圍(CJ/T309-2009)來(lái)控制從污泥帶入土壤重金屬總量的科學(xué)性和局限性。有鑒

2、于此，本文以污泥農(nóng)用中重金屬進(jìn)入土壤的生態(tài)安全閾值為研究目標(biāo)，以銅、鋅、鎳為主要研究對(duì)象，分別選取活性與植物有效性作為衡量其生物有效性的指標(biāo)，利用能夠反映它們以污泥及水溶性鹽的形式進(jìn)入土壤后生物有效性差異的系數(shù)，將已有的基于外源添加水溶性鹽推導(dǎo)出的不同農(nóng)業(yè)土壤條件下銅、鋅、鎳的5％毒害濃度(HC5，即能夠保護(hù)95%物種的濃度)校正至污泥農(nóng)用后的相同土壤條件下HC5值，之后，通過(guò)量化校正值與污泥施用后土壤性質(zhì)參數(shù)的關(guān)系，建立相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型

3、。最后，將模型預(yù)測(cè)值與我國(guó)現(xiàn)行污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)中銅、鋅、鎳的限值進(jìn)行比較，提出修改建議。同時(shí)，探討了影響污泥施用后土壤中銅、鋅、鎳毒性的主控因子，以及預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性和適用性，為中國(guó)污泥農(nóng)用中銅、鋅、鎳的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)中銅、鋅、鎳乃至其他痕量元素控制指標(biāo)的完善與執(zhí)行提供了科學(xué)依據(jù)和方法。主要研究結(jié)果如下：
　　1)污泥中銅的活性均值約為水溶性銅鹽的40%，污泥中鋅和鎳的植物有效性均值約為水溶性鋅鹽和鎳鹽的100%、92%。

4、
　　2)土壤pH值、有機(jī)碳含量(OC)和陽(yáng)離子交換量(CEC)分別可控制污泥農(nóng)用后銅HC5值變異的8.4%、1.8%和84.6%，鋅HC5值變異的83%、10%和6%，鎳HC5值變異的89%、8%和2%。CEC是影響污泥施用土壤中銅毒性的主控因子，而pH是影響污泥施用后土壤中鋅和鎳毒性的主控因子。
　　3)與模型預(yù)測(cè)值相比，我國(guó)現(xiàn)行污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn) GB4284-84和CJ/T309-2009對(duì)銅限值的規(guī)定均存在不同程度的保護(hù)

5、不足與保護(hù)過(guò)度問(wèn)題；GB4284-84對(duì)鋅限值的規(guī)定基本沒(méi)有問(wèn)題，但可能會(huì)在高CEC含量的土壤中出現(xiàn)保護(hù)過(guò)度的現(xiàn)象，而CJ/T309-2009對(duì)鋅限值的規(guī)定存在一定程度的保護(hù)過(guò)度問(wèn)題；GB4284-84和 CJ/T309-2009對(duì)鎳限值的規(guī)定均存在不同程度的保護(hù)過(guò)度問(wèn)題。
　　4)建立的預(yù)測(cè)模型可以根據(jù)不同土壤條件較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)污泥施用后土壤中銅、鋅、鎳的生態(tài)安全閾值。此外，在土壤性質(zhì)參數(shù)可獲得的情況下，選取三因子模型進(jìn)行預(yù)測(cè)更