污泥農(nóng)用后土壤和玉米中的重金屬分布.pdf

1、隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理率逐年提高，城市污水處理廠的污泥產(chǎn)量也急劇增加。將產(chǎn)量巨大，成分復(fù)雜的污泥無害化、資源化，是目前世界環(huán)境領(lǐng)域矚目的研究課題之一。將污泥資源化的土地利用日益為人們所重視，由于污泥施田而引起的土壤中重金屬環(huán)境風(fēng)險有待進(jìn)行深入的探索和研究。
　　 本研究經(jīng)過對農(nóng)田玉米連續(xù)兩年不同劑量的施污后，測定污泥和土壤樣品的物化性質(zhì)和土壤肥力指標(biāo)，采用修正的BCR三步連續(xù)提取法分步提取污泥和土壤樣品，并分析P

2、b、Cd、Cu、Zn的不同形態(tài)，利用高壓密封消解技術(shù)和ICP-MS分析Pb、Cd、Cu、Zn在玉米各器官中的分布及其轉(zhuǎn)移富集特征。
　　 施污使土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀的含量明顯上升，經(jīng)過施污土壤肥力評價，污泥施用后確實顯著改善了土壤肥力水平。因此，城市污泥是一種很好的有機(jī)肥源。污泥中Pb、Cd、Cu、Zn均以可交換態(tài)和弱酸溶解態(tài)、可還原態(tài)和可氧化態(tài)為主要存在形態(tài)，即主要以可被生物直接利用或易轉(zhuǎn)化為生物利用的形

3、式存在，而污泥中4種重金屬的殘渣態(tài)含量占較小比例。
　　 污泥施田后土壤中重金屬總量隨施污量的增加顯著增加。對照我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，Pb、Cu、Zn 3種元素的總量遠(yuǎn)小于我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的限值，Cd的含量在對照土壤和施污土壤中均偏高。施污土壤中Pb與Cu的形態(tài)分布類似，總體表現(xiàn)為殘渣態(tài)>可氧化態(tài)>可還原態(tài)>可交換態(tài)和弱酸溶解態(tài)，不同的是土壤中的Cu元素以殘渣態(tài)為主要形式存在，而Pb以不穩(wěn)定的可交換態(tài)和弱酸溶解態(tài)、可還原態(tài)

4、和可氧化形態(tài)為主要形式存在；Cd與Zn的形態(tài)分布類似，在對照土壤中主要以殘渣態(tài)存在，但隨著施污量的增加，殘渣態(tài)在土壤中的比例逐漸減小，而可交換態(tài)和弱酸溶解態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)3種不穩(wěn)定形態(tài)的比例逐漸增大，且可還原態(tài)>可氧化態(tài)>可交換態(tài)和弱酸溶解態(tài)。
　　 施污土壤中4種重金屬在弱酸性土壤中的移動性的高低依次為Cd>Zn>Pb>Cu。依據(jù)本研究中的試驗結(jié)果，僅以移動性較大的Cd和Zn元素加以探討，提出修正的風(fēng)險評價因子標(biāo)準(zhǔn)并且評

5、價了施污農(nóng)田黑土重金屬污染的環(huán)境風(fēng)險，這種污泥連續(xù)施用的安全施用期至少為6年。玉米不同器官中4種重金屬的平均濃度與土壤中的平均濃度呈現(xiàn)豐度對應(yīng)的關(guān)系，均為Zn>Cu>Pb>Cd。玉米不同部位中Pb、Cd、Cu和Zn的濃度隨施污量的升高而增加。按照我國食品污染物限量標(biāo)準(zhǔn)(GB2762-2005)，玉米籽粒中Pb、Cd的最高允許濃度分別為0.2mg.kg-1和0.1mg.kg-1。包括對照在內(nèi)的各種施污量農(nóng)田玉米籽粒中Pb、Cd的含量均超標(biāo)

6、，12倍施用量農(nóng)田玉米籽粒中Pb含量超標(biāo)數(shù)倍。施污土壤上玉米對Pb、Cd、Cu、Zn等4種重金屬的TF和EC均<1。相同施污量的玉米4種重金屬的轉(zhuǎn)移系數(shù)和富集系數(shù)均呈現(xiàn)相同的排序規(guī)律，其中轉(zhuǎn)移系數(shù)Pb>Cd>Cu>Zn；富集系數(shù)Cd>Cu>Zn>Pb。Pb、Cd在玉米不同部位富集系數(shù)的排序基本為莖葉>根>籽粒；與Pb、Cd不同，Cu在玉米不同部位富集系數(shù)的排序為根>籽粒>莖葉，而Zn無明顯規(guī)律。玉米根部對Cu、Zn的富集能力較強(qiáng)，對Pb