全 文 ：　　收稿日期:2008-09-12
　　基金项目:国家社会科学重大基金资助项目(06&ZD024)
　　作者简介:阮晓峰(1984—),男 , 硕士研究生.通讯联系人:王寿兵 ,副教授 , E-mail:sbw ang@fudan.edu.cn.
研究简报
　　文章编号:0427-7104(2009)03-0406-04
利用污水处理厂废弃污泥种植裂叶喜林芋的
可行性初步研究
阮晓峰 ,胡　欢 ,吴海华 ,王祥荣 ,王寿兵
(复旦大学 环境科学与工程系 ,上海 200433)
摘　要:污水处理厂废弃污泥已经成为了一种新的污染源.为了实现其资源化利用 、减少处置成本 ,节约土地资
源 ,研究了高附加值观赏植物裂叶喜林芋在不同浓度污泥中的生长情况.结果表明 , 添加一定比例的废弃污泥不
但适合裂叶喜林芋的种植 ,还能促进其生长.综合考虑植物生长速度 、体内叶绿素 、Fe 及主要重金属含量后 , 认
为添加 50%的污泥较为适合裂叶喜林芋种植.
关键词:裂叶喜林芋;废弃污泥;生长;叶绿素;重金属
中图分类号:Q 145　　　　　　　　文献标志码:A
截止 2008年 3月底 ,我国污水处理厂已经达到 1 300余座 ,总处理能力达到了 8.0×107 m 3 ·d-1 .众
多的污水处理厂在解决我国水污染问题上发挥了重要的作用 ,然而污水处理中产生的成千上万吨废弃污
泥却带来了新的环境问题[ 1-4] .我国的污泥处置还处在一个刚刚起步的阶段 ,缺少成熟的经验 ,污泥处理效
率较低 ,开发废弃污泥的资源化利用技术具有重要意义[ 5-7] .
废弃污泥如果能直接用于种植高附加值的观赏植物 ,则既可实现其快速资源化利用和净化的目的 ,又
可为城市观赏植物的生产节约宝贵的土地资源.裂叶喜林芋(Philodendron selloum ,俗称春羽),经笔者所
在课题组研究发现可用于城市污染河道的生态修复及污水净化 ,具有良好的市场推广价值[ 8] .本文旨在通
过研究裂叶喜林芋在添加不同比例污泥中的生长情况 ,确定废弃污泥用作其种植土壤的适合性 ,并找出较
适宜的添加比例 ,为废弃污泥的快速资源化利用开辟一条蹊径.
　　1　材料与方法
废弃污泥取自上海市曲阳污水处理厂 ,经测定含水率为82%,干重中有机质含量为66.14%,pH 值为 6.87.
据相关文献报道 ,风干污泥中全氮 、全磷和全钾的含量分别为:24.5 、22.7 g ·kg-1和 7.1 g ·kg-1 ,这是其资源化
的价值所在[ 9] .裂叶喜林芋购自上海市江浦路花鸟市场 ,株高 40 ～ 50 cm.实验时间为2008年 4月 13日 ～ 5月
30日 ,将自然风干的花园土壤与废弃污泥混合成污泥质量比例分别为 0%、25%、50%、100%的土样 ,放入一定规
格的塑料花盆中 ,每个花盆放置配好的土壤4 kg ,栽种上裂叶喜林芋 ,每个梯度设 3个重复.
整个实验过程中 ,只给植物定期浇灌曝气自来水 ,不添加任何其他营养元素.以植物鲜重 、叶绿素含量
的相对变化判断试验期间植物的生长状况;同时根据土壤及植物不同部位内的金属含量变化情况判断废
弃污泥是否适合裂叶喜林芋的生长 ,确定其适宜的生长浓度.
植物鲜重的相对变化=100%×(种植前后鲜重变化-对照组鲜重变化)/对照组鲜重变化 (1)
植物叶绿素含量的相对变化=100%×(种植前后叶绿素含量变化-对照组叶绿素含量变化)/
对照组叶绿素含量变化 (2)
第 48卷　第 3期
2009年 6月
复 旦 学 报(自然科学版)
Journal of Fudan University (Natural Science)
Vo l.48 No.3
Jun.2009
DOI :10.15943/j.cnki.fdxb-jns.2009.03.011
相对变化为正时表明该组裂叶喜林芋比对照组的生长更好 ,为负时则表明比对照组的生长更差.以 X
射线荧光法测定土壤和植物生长前后根 、茎 、叶中金属(以重金属为主)的含量.
　　2　结果与分析
(1)植物鲜重及叶绿素含量的相对变化情况
试验前后植物鲜重及叶绿素含量的相对变化情况分别见表 1 和表 2.从中可以看到 , 25%、50%和
100%废弃污泥浓度组裂叶喜林芋鲜重平均相对增长率分别为 17.44%、17.10%和 9.75%,生长情况均明
显好于对照组.在叶绿素含量方面 , 25%和 100%浓度组中裂叶喜林芋叶绿素在种植前后的变化幅度与对
照组相比不存在显著差异(P >0.05),而 50%浓度组中叶绿素 a及叶绿素总量在种植前后的变化幅度明
显好于对照组(P<0.05).综合鲜重的增长情况和叶绿素含量的变化情况可见 ,裂叶喜林芋在 50%的浓度
组污泥中生长情况最佳.
表 1　不同污泥浓度下植物质量的相对变化
Tab.1　The relativ e change o f weight in
different propo rtion sludge(n=3)
w(污泥含量)/ % 质量相对变化幅度( x±SE)/ %
25 17.44±5.65
50 17.10±13.87
100 9.75±8.21
表 2　不同污泥浓度下叶绿素的相对变化
Tab.2　The relative change of chlo rophy ll in
different propor tion sludge(n=3)
w(污泥含量)/ % ( x ±SE)/ %叶绿素 a 叶绿素 b 叶绿素总量
25 16.91±8.65 -15.36±10.40 6.88±5.17
50 32.50±3.95 0.57±2.86 22.07±5.78
100 4.19±2.34 -6.61±10.07 1.19±0.55
(2)不同浓度污泥中金属含量测定
X射线荧光法的检测限为 0.01 mg · g-1 ,不同浓度污泥中可测得的金属见表 3.这 5种金属在污泥中
的浓度由高到低分别为 Fe 、Zn 、Mn 、Cu 、Pb ,而在普通土壤中的浓度由高到低分别为 Fe、Mn 、Zn 、Cu 、Pb.
经检验 ,Zn 和 Cu在不同浓度组中都存在显著差异(P<0.05);Fe 除在 25%污泥与对照组中无显著差异
(P>0.05)外 ,在其他浓度中均存在显著差异(P <0.05);Mn 除在 50%污泥与 25%污泥中无显著差异
(P>0.05)外 ,在其他浓度中均存在显著差异(P<0.05);不同浓度污泥组中的 Pb 不存在显著差异(P >
0.05),但与对照组中存在显著差异(P <0.05).
经测定 ,100%污泥的 pH 值在 6.0 ～ 7.0之间 ,其他两个浓度组污泥及对照的 pH 值在 7.0 ～ 8.0 之
间.对比国家污泥农用标准(GB 18918-2002)[ 10] ,除 100%污泥中的 Zn超过国家标准外 ,其他浓度中的各
项重金属都符合污泥的农用标准.
表 3　不同浓度污泥中的金属含量
Tab.3　Metals contents in different consistencies of sludge(n=3)
w(污泥含量)/ %
( x±SE)/(mg· g -1)
Fe Zn Cu Mn Pb
100 112.85±10.01 3.57±0.34 0.69±0.03 2.15±0.10 0.10±0.02
50 58.00±9.74 1.08±0.19 0.41±0.03 1.38±0.24 0.11±0.02
25 34.40±6.34 0.72±0.10 0.33±0.05 1.33±0.21 0.10±0.02
对照 32.51±3.07 0.18±0.02 0.07±0.03 0.68±0.22 0.04±0.01
　　(3)植物不同部位中金属含量的变化情况
由表 4可见 ,Zn和 Cu 在裂叶喜林芋各部位中的浓度分布情况由高到低为根>茎>叶 ,Fe的分布情
况为根>叶>茎 ,Mn的分布情况为叶>茎>根.经检验 ,植物不同部位中的 Zn ,Cu ,Mn在不同浓度条件下
与试验前不存在显著差异(P >0.05),说明在本试验条件下 ,污泥中该 3种重金属对裂叶喜林芋生长无明
显抑制作用.试验前后 Pb在植物不同部位内的含量均低于或者接近检测限(0.01 mg · g-1),说明污泥中
的 Pb对裂叶喜林芋的生长也无明显抑制作用.
407　第 3 期 阮晓峰等:利用污水处理厂废弃污泥种植裂叶喜林芋的可行性初步研究
表 4　植物各部位中的金属含量
Tab.4　Metals contents in diffe rent pa rts of the plant(n=3)
污泥情况 部位
( x±SE)/(mg· g -1)
Fe Zn Cu Mn Pb
试验前
根 1.35±0.73 0.18±0.09 0.04±0.03 0.16±0.02 0.01±0.01
茎 0.06±0.03 0.08±0.02 0.02±0.01 0.18±0.01 0.01±0.00
叶 0.21±0.05 0.05±0.01 0.02±0.00 0.38±0.17 0.00±0.00
试验后
25%浓度
根 2.18±0.27 0.18±0.06 0.06±0.02 0.10±0.03 0.01±0.00
茎 0.11±0.01 0.09±0.01 0.03±0.01 0.20±0.03 0.01±0.01
叶 0.22±0.03 0.06±0.01 0.02±0.02 0.24±0.07 0.00±0.00
50%浓度
根 3.32±1.20 0.24±0.05 0.06±0.00 0.11±0.03 0.01±0.00
茎 0.07±0.02 0.10±0.04 0.03±0.01 0.19±0.02 0.00±0.00
叶 0.15±0.02 0.06±0.01 0.02±0.01 0.31±0.02 0.00±0.00
100%浓度
根 3.89±1.10 0.22±0.04 0.04±0.01 0.08±0.00 0.01±0.00
茎 0.10±0.04 0.11±0.02 0.02±0.00 0.19±0.05 0.00±0.00
叶 0.20±0.05 0.08±0.02 0.02±0.00 0.33±0.09 0.00±0.00
对照
根 1.47±0.29 0.14±0.05 0.05±0.01 0.09±0.01 0.01±0.01
茎 0.07±0.04 0.08±0.01 0.03±0.01 0.20±0.06 0.00±0.00
叶 0.17±0.03 0.05±0.01 0.02±0.00 0.21±0.07 0.00±0.00
　　植物根中 Fe 在不同浓度污泥条件下均与试验前存在显著差异(P <0.05),同时叶片中 Fe的含量与
叶绿素 a ,叶绿素 b ,叶绿素总量存在极显著相关性(P <0.01),表明裂叶喜林芋对 Fe有明显的吸收作用
且 Fe对植物生长有明显促进作用.
3　讨　论
由于时间限制 ,本实验仅在 4 ～ 5月植物生长较为旺盛的时期研究裂叶喜林芋在不同浓度污泥中的生
长情况 ,得出添加 50%污泥是裂叶喜林芋生长的较佳浓度 ,植物在污泥中长期生长情况仍需进一步研究.
同时由于条件限制 ,未能详细检测污泥中各类有机 、无机污染物及其对植物生长的影响.但初步研究已经
表明 ,生活污水厂废弃污泥可用作高附加值观赏植物裂叶喜林芋的种植 ,若进一步研究该植物的最佳生长
条件 ,将有可能为实现废弃污泥的快速资源化提供一条捷径.
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(下转第 412页)
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Separation and Identification of Catalpol from
Rehmannia and its Acute Toxicity Test
DONG Wei , XU Jing , CHEN Ling
(School o f L i f e Science and Technology , Shanghai J iaotong University , Shanghai 200240 , China)
Abstract:Radix Rehmanniae is one of beneficial traditional Chinese medicine.Study on the literatures of iridoid
glucosides from Radix Rehmanniae show s that Catalpol has hypoglycemic effect on senile dementia and Parkinson
disease.Iridoid g lucosides f rom Radix Rehmanniae have la rge polarity , and it is difficult to be isola ted from their
simila r structures.Combined the nature o f catalpol with the study o f literature , the following ex traction process
was taken:After the recirculation o f Rehmanniae glutinosa by ace tone , most o f saccharide in acetone ex tracts is
go tten rid o f by activated carbon column chromatog raphy , and then by silica gel co lumn chromatog raphy , to be
crude , finally recrystallized to be catalpo l.Then the thin layer chromatography(T LC)and high per formance liquid
chromatography (HPLC)method were used to determine the catalpol.The purity is 98%while 0.25μg Catalpol was tested
in H PLC.Rf figures and color s of Catalpo l are the same with those of standard samples in TLC.Finally , the acute
toxicity test of catalpol fo r mice show the ex traction method gains a very good effect of the purification and the
ca talpo l is of little toxicity.
Keywords:Rehmanniae;Catalpol;high perfo rmance liquid chromatog raphy(HPLC);thin-layer chromatography
(TLC);Acute toxicity
(上接第 408页)
A Preliminary Study on the Growth of
Philodendron sel loum in the Excess Sludge of
Sewage Treatment Plants
RUAN Xiao-feng , HU Huan , WU Hai-hua , WANGXiang-rong , WANG Shou-bing
(Department of Environmental Science and Engineering , FudanUniversity , S hanghai 200433 , China)
Abstract:The excess sludge o f sewage treatment plant s had become a new po llutant sources.For realizing the
utilization of excess sludge(USERS), reducing the cost of disposal and saving land resource , the g row th of
Philodendron selloum in diffe rent consistencies of USERS w ere studied.Considering weight , chlo rophy ll content ,
Fe and heavy metals , 50% USERS was suitable for the grow th o f Philodendron selloum .
Keywords:Phi lodendron selloum ;excess sludge;growth;chlo rophyll;heavy metal
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