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堆肥污泥中有效态重金属质量分数变化

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浏览:- 发布日期:2020-06-09 17:04:07【

有效态重金属包括水溶态、酸溶态、螯合态和吸附态,也包含一些在短时间内释放出来可被植物吸收利用的部分(铁梅等,2013)。由图3 可知,添加稻壳炭T1—T3 处理组中,随稻壳炭比例增加,污泥中Zn、Cu、Pb 和Cd 有效态质量分数下降,Zn、 Cu、Pb 和Cd 有效态质量分数与稻壳炭添加量呈显著负相关,相关系数分别为−0.958、−0.835、−0.874、 −0.738(P<0.05)。而在蚯蚓-稻壳炭联合堆肥T4— T6 处理组中,相比处理组T0 和T1—T3 重金属有效态质量分数明显下降(P<0.05),处理组T6(8%稻壳炭)重金属有效态质量分数高于T5(4%稻壳炭)。

因此,稻壳炭添加降低了污泥重金属有效性,而当蚯蚓添加后,在低稻壳炭添加量内(<8%),会出现蚯蚓与稻壳炭联合降低重金属有效性作用。

上述结果表明,添加稻壳炭能够显著降低污泥中重金属的有效性,添加稻壳炭重金属的有效性下降作用机理主要包括离子交换作用、静电作用、物理吸附、络合以及沉淀作用5 个方面。由稻壳炭单独堆肥(T1—T3)和理化性质相关性分析可知(表3),污泥中重金属的有效性降低与pH 呈负相关,T1—T3 处理组中污泥的pH 随稻壳炭比例增加呈上升趋势,重金属有效性随之下降,高瑞丽等(2017)对此有相似研究结果。pH 增加导致重金属有效性降低的原因,主要从3 个方面考虑:

(1)酸度影响水解平衡;

(2)H+与金属离子对试剂的竞争会改变络合平衡;

(3)pH 还会影响污泥对金属离子的吸附-释放平衡(生物表面吸附、金属氢氧化物沉淀等)。蚯蚓-稻壳炭联合堆肥(T4—T6)降低重金属的有效性,一方面与蚯蚓对重金属的富集有关,添加4%的稻壳炭污泥处理中重金属下降的最多,此时重金属的有效性降低最多。指出蚯蚓活动过土壤中重金属有效性降低的原因是蚯蚓将重金属元素累积于自身组织中,从而降低重金属有效性;另一方面蚯蚓活动改变了污泥的各类理化、生化等环境因子,进而改变了重金属活性(表4),试验中添加4%稻壳炭蚯蚓联合堆肥TOC 分解最多,TOC 分解产生的腐殖质可以和污泥中的有效态金属形成络(螯)合物降低植物的吸收,因而有效性最低。