施用污泥堆肥对旱荷花生长和土壤环境的影响

2009年11月 华东森林经理 Nov.2009 第23卷 第4期 East china Forest Management Vo1.23 No.4

宋小英

1

施用污泥堆肥对旱荷花生长和土壤环境的影响

罗军 梅忠 龚萍

2

2

2

（1浙江省金华风达园林绿化工程有限公司 321017； 2金华职业技术学院生物工程学院 浙江金华 321017)

摘要：以金华市某污水处理厂污泥为研究对象，研究污泥堆肥对旱荷花生长及土壤环境影响。结果表明，污泥土地利用提高了土壤中N、P及有机质含量，土壤理化性质有明显改善，但同时也增加了土壤中Cd元素的含量，不同处理土壤Cd含量比对照增加了12.95%-154.48%，土壤Pb、Cu、Zn含量变化甚微；长期施用该污泥堆肥，不会造成Pb、Cu、Zn对园林植物的毒害。且污泥堆肥不同处理的效果不同，污泥堆肥70%+园土20%+炉渣10%的处理4，旱荷花的开花时间提前，花期延长，开花量增加，施用效果最好。 关键词：污泥堆肥；旱荷花；生长；土壤理化性质

X705 文献标识码：B 文章编号：1004-7743（2009）02-0016-04 中图分类号：

Effects of land utilization of sewage sludge compost on nasturtium (Tropaeolum majus L.) growth and soil environment

SONG Xiao-ying1, LUO Jun2, MEI Zhong2, GONG Ping2

(1. Jinhua Fengda gardens virescence project CO., LTD. Jinhua 321017, Zhejiang China;

2. Jinhua College of Profession and Technolog, Bioengineering Institut, Jinhua 321007, Zhejiang China) Abstract：The effect of sludge compost on nasturtium(Tropaeolum majus L.)growth and soil environment were rsearched through using the sewage sludge from JinHua wastewater treatment plant. The results showed that Treatment4 was notably promote the nutritional growth of Chrysanthemum, extend the florescence and increase the amount of flowers.Land application of sewage sludge compost could increase the contents of N, P and organic matter in soil. The effect of employing the prescription is the best. Howerer, after application of sweage sludge compost, Cd contents also increased by 12.95% to 154.48% compared with the control,while the contents of Pb, Cu and Zn in soil showed no significant change. Soil physical chemical behavior was improved. Pb,Cu and Zn in the sludge compost had little toxicity to plants.

Key words：sludge compost; soil physical chemical behavior; environment impact; nasturtium

的城市环境问题。据估计，我国每年城市污泥

1 前言

城市污泥是城市污水净化过程中产生的沉积物，其数量巨大、增长迅速，是亟待解决收稿日期：2009-01-12

16

生产量为1.0×10t以上，但处理率仅有7%（产生4.0×10t的干污泥）

5

[1,2]

8

。随着污泥量的日

益增加，如何有效处置与利用污泥是经济发展中面临的重大课题。20世纪90年代以来，世

界各国在污泥处置利用方面的发展趋势为弃用投海、减少填埋，大力增加农林土地利用及能源回收

[3,4,5]

对照： 污泥堆肥100%

处理1：污泥堆肥40%+园土20%+炉渣40%; 处理2：污泥堆肥50%+园土20%+炉渣30%; 处理3：污泥堆肥60%+园土20%+炉渣20%; 处理4：污泥堆肥70%+园土20%+炉渣10%; 处理5：污泥堆肥80%+园土20%+炉渣0%。 试验在小区中栽植，将配制好的营养土分别按10kg/m施入，每一处理种20棵花卉。

3月1日移栽，移植当天即浇透水，以后每天早晚各浇水一次。各处理与对照的管理条件和栽培技术一致。

表1各处理污泥营养土养分含量

处理对照

pH

碱解氮速效磷速效钾有机质 容重 总孔持水量持水孔

隙%mg/kgmg/kgmg/kgg/kg g/cm3 隙度% g/kg

65.751.762.661.865.552.4

2

。其中污泥土地利用是最有发展前

景的一种处置方法，它是城市污水污泥处置中一种经济有效的出路。为此，我国相继开展了园林绿地施用污泥对环境的影响及污泥林地利用等研究，使污泥利用更具合理性、科学性

[6,7]

。

经过堆肥化处理的污泥，含有丰富的有机质、氮、磷及微量元素，可以用作肥料和土壤改良剂，但同时还含有一定量的重金属及难降解的有机毒物。在园林绿化中作为有机肥施用，既可促进园林植物的生长，还可避开食物链，且就近使用，减少了运输费用，因而具有较好的环境效益、经济效益和社会效益

[8,9]

。

6.8678.6634.1783.4385.2 0.18 89.5 3628.7

污泥堆肥用于园林绿地有着很好的应用前景,但污泥中的污染物是否对环境产生不良影响?这是人们普遍关心的问题。本实验以旱荷花为植物材料，用污泥堆肥与园土、炉渣以不同配比混合作为荷花无土栽培基质，观察污泥堆肥对旱荷花生长发育和土壤理化性质的影响，探讨污泥堆肥在不同施用量下旱荷花的生长响应、土壤理化性质变化及重金属对环境的影响，并筛选出合适的基质配方，为污泥堆肥的进一步商品化应用提供初步的参考依据。

处理17.0155.6102.1336.1130.6 0.38 85.1 1366.3处理26.9190.9146.2393.3165.0 0.43 82.1 1448.1处理36.8165.1113.4344.5142.0 0.44 81.8 1404.2处理46.9218.2165.0415.5174.6 0.44 81.0 1478.0处理56.8

78.7

64.2

221.0

90.0 0.47 75.8 1113.8

注：养分含量测定方法参照《土壤农业化学常规分析方法》

[10]

2.2.2 测定项目及分析方法

样品测定均采用标准样品进行分析质量控制。土壤物理性质(水分、持水量、容重及孔隙度)和化学性质(全氮、速效氮、全磷、有机质)等项目采用土壤农化常规分析法。采用重铬酸钾容量法-水合热法测定污泥有机质；pH按水土比2.5:1提取，用BeckmanpH计测定；速效氮采用碱解扩散法测定；速效磷采用钼锑抗比色法测定；速效钾采用火焰光度法测定；全氮采用半微量凯氏法；全磷采用硫酸高氯酸消煮法；全钾采用NaOH熔融—火焰光度法。重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)及其化合物的分析，采用原子吸收分光光度法测定

[10]

2 材料与方法

2.1 试验材料

纯污泥取自金华污水处理厂净化过程中产生的污泥，自然晾晒3-5 d，再堆放，堆前在地上放3-4根有孔的供气管，管上铺5cm厚的锯末管与气泵相连，经过10-15 d的高温堆肥，然后晒干，机械粉碎，过5mm筛，即为纯污泥。

供试植物：旱荷花。 2.2 试验方法 2.2.1 试验处理

试验在金华市园林管理处花卉基地内进行。营养土配比按质量算，设5个处理，即：

。

3 结果与分析

3.1施用污泥堆肥对旱荷花生长的影响

4月初移栽试验用苗，7月下旬进行了污泥堆肥对花卉生长影响的监测(表2)。经过一

17

个生长季节，旱荷花的开花时间和花期以处理2的污泥堆肥最早、最长。除处理4的污泥堆肥处理和处理5外，其他处理的旱荷花开花时间与对照接近，但花期比对照长。污泥堆肥处理旱荷花的开花量和生物量比对照均有增加，且不同处理间差异达显著水平。

从4月份栽种到7月份监测，在较短的时间内污泥对旱荷花已显示出生长刺激作用。不同处理株高与对照树高相比差异极显著，株高和叶面积在处理2和处理3时与对照相比差异极显著。处理3时其株高、叶面积增加的幅度比较大，说明污泥堆肥施用达到一定量时，方显出污泥养分对植物生长明显的促进作用。而处理间方差分析结果表明，7月份污泥处理量50%、60%与其他处理间差异显著。说明处理量60%左右时，旱荷花生长最为旺盛，株高和叶面积为几种处理的最高值，处理量60%是旱荷花生长的最佳投放量。

由于污泥堆肥土地利用使得旱荷花生长加速，缩短了生长循环，况且污泥中的有害物质又不参与食物链循环，应用风险性小。据报道，园林植物可接受较高浓度的重金属而不易显出毒害症状，例如果园中施用污水污泥比蔬菜和作物相对更安全

[11,12,13]

效氮、全磷、有机质、阳离子代换量和土壤物理性质(水分、田间持水量及孔隙度)均随污泥堆肥施用量的增加而增大，土壤容重减小。

土壤有机质含量是土壤肥力高低的重要表征。随着污泥堆肥施用量的增加，土壤有机质含量与对照相比增加，处理4和处理5有机质含量增加的幅度较大。全氮含量略有增加。全磷含量在处理5时与对照相比增加了20%，污泥堆肥施用量为80%时，土壤全磷含量增加的幅度较大。

污泥堆肥土地利用明显增加了土壤有机质含量，提高了土壤养分含量水平。污泥堆肥施用一定时间后，不仅在树高和地径的生长上表现出较好的响应，而且在土壤表层中还存留了较多的养分，污泥堆肥具有良好的养分供应能力，有利于旱荷花对养分的吸收和利用。污泥的施用调节了土壤水气、热状况，进而改变了土壤容重、持水量和孔隙度等物理性状，对土壤保水保肥有重要作用

[14,15,16]

。

表3 施用污泥堆肥后土壤理化性质的变化

处理对照

全氮速效氮全磷有机质g/kg0.67

mg/kgg/kg11.217.323.031.148.156.7

0.310.320.340.420.530.62

g/kg1.221.231.301.401.491.55

CEC

水分 持水量 容重孔隙度

%

g/cm3

% 48.346.847.049.150.151.0

cmol/kg %

13.3 18.3 50.9 1.4114.5 19.0 51.2 1.4015.0 23.2 51.7 1.3517.3 24.4 52.0 1.3218.9 26.0 53.1 1.3023.6 27.2 53.3 1.28

处理10.79处理20.87处理30.94处理41.23处理51.41

。因此，污泥堆肥

林地利用具有广阔的发展空间。

表2 污泥堆肥对旱荷花生长的影响

处理

花期 月 日 起始

终止

开花量 生物量 株高 最大叶面积(个)

(g)

(m)

(cm) 542.9e 639.7d 1043.9b1139.7a838.3c 780.4c

2

3.3施用污泥堆肥对土壤重金属含量的影响

污泥堆肥施入土壤后，污泥中的重金属也随之进入土壤环境，改变了土壤中原有重金属含量。秋季采集旱荷花土壤样品并测定土壤中重金属含量(表4)。施入污泥堆肥后土壤Cd、Pb、Cu、Zn的含量分别有所增加，由于污泥本身Cd的含量偏高，施入土壤后使不同处理之间土壤Cd含量增加幅度较大，各处理与对照相比增加了12.95%-154.48%，且土壤Cd含量超过了土壤环境质量二级标准（为保障农业生产，维护人体健康的土壤限定值）

[17]

对照 6月21日 10月15日 66.6d 48.9d 1.29d 处理1 6月28日 10月20日 68.8d 53.9d 1.42c 处理2 6月20日 10月21日 112.9c 96.8b 1.51ab处理3 6月24日 10月23日 141.7a 113.8a 1.57a 处理4 6月23日 10月24日 129.7b 103.8b 1.51ab处理5 6月25日 10月23日 117.8bc 82.8c 1.41c

注：同一列数据后所跟相同的小写字母表示在5%显著水平上不存在显著差异，以下同。 3.2施用污泥堆肥后土壤养分的变化

污泥施用1年后，采集旱荷花土壤样品，并测定土壤养分含量(表3)。施用污泥堆肥经过一个生长季节后，0-20cm土壤中的全氮、速

18

。土壤

Pb、Cu、Zn元素含量变动幅度较小，远低于二级土壤环境质量标准的临界值。就Cd元素而言是金华地区污泥土地利用的限制性元素。

表4 施用污泥堆肥对土壤重金属含量的影响 mg/kg

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15

from N abundance in Norway spruce needles

Heavy metals contents in soil treated with

sewage sludge compost

处理 对照 处理1 处理2 处理3 处理4 处理5 土壤环境质量标准(二级pH6.5-7.5)

Cd

Pb

Cu

Zn

0.30 ef27.9 d 27.4 b 26.8 c0.34 e0.40 d

43.1 c 27.5 b 31.7 b45.5 c 29.0 a 32.0 b

0.53 c54.5 b 29.0 a 36.7 b0.59 b56.6 b 30.4 a 36.9 b0.76 a0.3

61.0 a 30.2 a 40.3 a300

100

250

4 结 论

①施用污泥堆肥后，供试旱荷花可获得良好的生长响应。花卉的开花量增加，开花时间提前，花期延长。旱荷花的生物量、株高、叶面积等增大。试验结果表明，处理4、处理5符合最佳营养土配比条件，对旱荷花营养与生长均有良好的效果。

②供试的旱荷花经过一个生长季节后，土壤表层中的全氮、速效氮、全磷、有机质及阳离子交换量随污泥堆肥施用量的增加而增大。土壤容重下降，水分、田间持水量和孔隙度增大。

③施用污泥堆肥后，土壤Pb、Cu、Zn含量变动幅度较小，远低于二级土壤环境质量标准的临界值，土壤Cd含量增加幅度较大。

④园林植物与食用农作物不同，园林树木栽植后，长期生长在绿地上，利用不同种类植物对污泥中元素的选择性吸收，可逐渐降低和消除污泥中污染物的含量。

⑤采用城市污泥堆肥作为观赏植物基质，可以拓宽城市污泥的处理途径，降低生产成本，而且也有利于保护耕地和提高土壤肥力，是一条经济可行的途径。 参考文献:

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