礦化垃圾對玉米的毒性效應研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展和居民生活水平的提高，生活垃圾的產生量與日俱增，其處理成為當今世界關注的主要問題之一。目前，垃圾的處理及資源化方式主要有三種:衛(wèi)生填埋、高溫堆肥和焚燒發(fā)電。其中，衛(wèi)生填埋因處理成本低、技術簡單、運行管理方便等特點，一直是世界各國城市垃圾的主要處置手段。但由于填埋方式存在占地大和造成二次環(huán)境污染等問題，使其再建設和選址面臨越來越大的壓力。延長填埋場的使用壽命，實現(xiàn)一定程度上的可持續(xù)填埋是解決上述問題的最佳途徑。礦化垃圾的

2、開采和資源化利用可有效解決這一問題。
　　礦化垃圾是生活垃圾衛(wèi)生填埋過程中，經生化作用穩(wěn)定后形成的一種類腐殖質的顆粒狀物質。其疏松多空，微生物、有機質、氮、磷、鉀含量豐富，可作為生物反應床吸附材料，日覆蓋材料，建筑材料和土壤改良劑等進行資源化利用。面對中國土地資源缺乏的現(xiàn)狀，我們更關注礦化垃圾作為土地資源的利用潛力。到目前為止，國內外對礦化垃圾的土地利用研究較少，尤其是礦化垃圾作為土地利用的報道更為少見。
　　本課題以太原東

3、山新溝垃圾衛(wèi)生填埋場礦化垃圾為試驗對象，在分析礦化垃圾理化性質的基礎上，采用生物檢測技術，考察礦化垃圾對玉米生長發(fā)育、遺傳穩(wěn)定性和生理生化水平的影響，探討礦化垃圾作為種植土資源化利用的潛能。研究結果表明:
　　所采垃圾礦化度較為完全，由一組非均勻顆粒組成，粒徑質量分布呈現(xiàn)兩極分化（中位粒徑d50=500μm，眾徑dd=105μm）;有機物（以CODCr為代表）含量較低，為44.75 mg/L;可生化性很差，BOD5/CODCr僅為

4、0.07，遠小于0.3;營養(yǎng)物質含量豐富，有機質高達9.97％，速效氮、磷含量分別為100.1mg/kg、40.51 mg/kg;重金屬含量較高，尤其是鉻(Cr)、鐵(Fe)、鋅(Zn)和錳(Mn)，其含量與礦化垃圾粒徑分布呈負相關，且高溫(31℃)強酸(pH＜5)條件會增加鐵的浸出量。
　　玉米的生長實驗表明，礦化垃圾可顯著抑制玉米種子的萌發(fā)及幼根幼芽的生長發(fā)育，其中，對幼根生長發(fā)育的抑制作用最大。礦化垃圾處理7天后，根的生長率

5、為對照組的46％，小粒徑（dp90-0μm）處理組抑制效應最為顯著，僅為對照組的40％;萌發(fā)率和幼芽生長率均為對照組的70％左右。在處理期間，葉綠素a和b的含量比對照組略高。
　　細胞周期及遺傳穩(wěn)定性實驗表明，礦化垃圾可導致玉米根尖細胞遺傳損傷，抑制根尖細胞的有絲分裂，為對照組的47％;誘導微核率和異常細胞發(fā)生率的升高，分別為對照組的200％和289％;且這些指標的變化在最小粒徑(90-0μm)處理組最為顯著，有絲分裂抑制率為對照

6、組的32％，微核發(fā)生率為對照組的287％，變異細胞率為對照組的311％。
　　玉米的氧化損傷實驗表明，礦化垃圾可改變抗氧化系統(tǒng)酶（SOD、CAT和POD）的活性，加劇脂質過氧化和蛋白氧化損傷。礦化垃圾對玉米的氧化損傷顯著，處理15天后，丙二醛（脂質過氧化產物）和蛋白羰基（蛋白氧化產物）含量分別為對照組的287％和218％。大粒徑(dp900-300，300-150，150-105μm)對其氧化損傷不明顯，而小粒徑(dp＜105μm

7、)可誘發(fā)丙二醛和蛋白羰基含量升高，最小粒徑(dp90-0μm)處理組效應最為顯著，分別為對照組的178％和267％;同時，礦化垃圾顯著誘導SOD的活性，抑制POD的活性，而CAT則表現(xiàn)出短時被誘導，長期被抑制的特點，小粒徑(dp90-0μm)處理后變化尤為顯著。
　　綜上所訴，玉米生理生化指標的變化與礦化垃圾中重金屬的含量呈正相關，與粒徑分布呈負相關，即粒徑越小，重金屬含量越高，對玉米的生長毒性越大。結果提示，礦化垃圾會影響植物的