全 文 ：第 9 卷
V o l
.
9
第 3 期
N o
.
3
草 地 学 报
A 〔’I A A G R E ST IA S IN IC A
2 0 0 1 年
S e P t
.
9 月
2 0 ()l
文章编号 : 1 0 0 7 一0 4 3 5 (2 0 0 1 )0 3 一 ()2 2 3 0 5
施用污泥对无芒雀麦和土壤中元素含量的影响
周志宇’ , 张洪荣’ , 付 华’ , 王 玉梅2 , 李雪瑞’
(l
. 甘肃 草原生 态研究所 , 竺州 7 3 0( 龙。 ; 2 . 甘肃省水利综合经营办公室 , 兰州 7 3 0 0 0 0)
摘要 : 城 市污泥中含有较多或可供植物吸收利用的养分 , 也含有 一些 危害植物的重 金属元素 。 为 了探讨污泥对无
芒雀麦吸收利用的影响 , 将七 里河区 污水处理 J 产冬一活污泥施 于无 芒雀麦人工 草地 。 3 年来对无芒雀麦和土壤进行多
项监测 , 结果表明 , 各种 重金属元 素未在无 芒雀麦体内积累 , 电没有向 2 0 c m 以 下的土壤中迁移 , 对 土壤没有污染 ,
是 一种可在草地中应用的肥源
关扭词 : 污泥 ; 金属元素 ; 无芒 雀麦 ; t 壤
中图分类号 : 5 5 4 3 . 9 ; 5 1 4 1 . 6 文献标识码 : A
E ffe e t o f A PPlic a tio n o f C ity S lu d g e o n E le m e n ts C o n te n ts
in S m o o t h B r o m e a n d 5 0 11
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2
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城市污泥不但含有珍贵的植物养分 , 也 含有害
物质 , 尤其是重金属元素对植物可能造成危害 . !L一
旦进人食物链也可能危及人畜等 。
为了在草地中合理开发利用污泥 , 笔者从 19 9 6
年 开 始 将 污 泥 施 入 无 芒 雀 麦 (B rt, 阴 “、 I、。。、
Ley
s s
)人工草地 , 探 讨不同施用量的污泥中各种元
素对无芒雀麦体内吸收利用的影响 , 以期为未来城
市污泥处置探索根本出路 。
1
.
1 试验于 19 9 6 年 5 月至 19 9 8 年 1 0 月在兰州进
行 。供试草种为武威黄羊镇生产的无芒雀麦种子 。供
试污泥为兰州七里河区污水处理厂的生活污泥 。
l 材料和方法田
1
.
2 试验处理
1
.
2
.
1 试验设 6 个处理 : C K 、 0 . 5 、 1 . 0 、 2 . 0 、 4 . () 和
8
.
0 kg / m
Z 干污泥 。
1
.
2
.
2 无芒雀麦于 1 9 9 6 年 5 月 28 日播种 、 条播 、
行距 1 0 c m , 小区面积 l m 又 l m , 播种量 l() g / m Z 。
在生长季节 , 每月中旬灌水 1 次 。
1
.
2
.
3 L述未经处理的干污泥在播前作为基肥一
收稿 日期 : 20 0 1 0 3 0 1 ; 修 回 日期 : 20 0 1 u 4 1 9
作者简介 : 周志宇 . ( 1 95 2 ) , 男 , 陕西靖边 人 , 研究员 , l几要研究力向为草原生态化学和恢复生态学
2 2刁 草 地 学 报 第 9 卷
次施人 , 施后立即耕翻 。
1
.
3 测定项目
1
.
3
.
1 1 9 9 6 一 1 9 9 8 每年 9 月中旬在无芒雀麦成熟
期测定地 上生物量 , 全小区 刘割后称 重 。 并 留出
50 0 9 样 品经 65 ‘C烘干后 , 用不锈 钢粉碎机粉碎后
供分析用 。
1
.
3
.
2 地下生物量用直径 2 . 2 c m 的土钻分层取根
样 , 每个样方按对角线取 3 点 , 分 0一 5 、 5 ~ 1 0 、 10 ~ 20
和 20 一 30 C m 四个层次 。将同层土样混合后待分析 。用
同样方法取 。~ 2 0 、 2 0一 4 0 、 4 0一 6 0 em 土样 。
1
.
3
.
3 全氮采用 1 0 0 2 型半自动定氮仪(瑞典度产)汉绽。
1
.
3
.
4 K
、
P
、
Ca
、
M g
、
Fe
、
M n
、
Z n
、
C u
、
N i
、
C r
、
Pb
、
A s
、
H g 等共 13 种 元素含量用硝酸 、高氯酸 、硫酸
(按 8 : l : l) 消解后 , 用 3 5 2 0 型等离子光谱仪 (美
国 A R L 公司生产)测定 。
2 结果与分析
2
.
1 污泥中营养元索和皿金属含 , 特征
为全面了解兰州市七里河区污水处理厂的生活
污泥所含养分和重金属元素状况 , 于 1 9 9 6 年分 3 次
进行测定 , 并与我 国和国外农用污泥控制标准进行
比较 [ 2 · 3 , ‘] , 见表 1 。
衰 l 污泥曾养元众及 , 金 . 含 , 与施用标准比较
T a b le 1 T he e o n te n t s o f n u t r ie n t e le m e n ts in slu d g e a n d a p p lie a tio n s t a n d a r d s a t re g u la r d a te s
采样 日期
Sa m Pli
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N
(% )
P
(% )
K
(% )
19 9 6
.
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.
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.
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.
24
19 9 6
.
6 1
.
1 6 0
.
4 6 0
.
48
19 9 6
.
8 1
.
0 8 0
.
4 4 0
.
4 3
中国农用污泥污染物控制指标
C o n t
r o l s t
a n d a r d
s o f r u r a l
s
lu d g
e
fo m e s
美国 (19 8 9 )非农地 污泥施用标准
C a
(% )
3
.
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.
0 6
2
.
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M g
(% )
0
.
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0
.
14
0
.
19
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.
0 0
4 7 67
.
2 6
6 7 12
.
93
2 5
.
8 1
5 3
.
2 1
5 9
.
9 1
2 8
.
8 1
7 0
.
6 7
7 7
.
9 1
3 6 1
.
5 4
2 5 1
。
4 4
3 4 8
.
1 3
5 1 6 5
4 9 7 1
5 2
.
2 5
0
.
0 0
6
.
7 1
0
.
0 0
0
.
22
0
.
00
0
.
0 0
1 2
.
8 0
1 1
.
9 8
1 1
.
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S lu d g
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前苏联 ( 19 8 8) 农用城市污水污泥施用标准
Slu d g
e a p p lin g
s t a n da r d s in fo r m e r U n lt e d U n io n (1 9 9 8 )
3 3 0 0 8 6 0 0 1 60 0
1 50 0 4 0 0 0 12 0 0 10 0 0 1 5 2 0
从表 1 中看出 , 兰州市七里河区污水处理厂的 索含 , 的影晌
生活污泥含全氮 1 . 08 % 一 1 . 19 % , 全磷 。. 18 % 一 为进一步了解施用污泥对无芒雀麦地上部常量
0
.
46 %
, 全钾 0 . 24 %一 0 . 48 % , 均 高于牛 、羊 、猪厩 和微量元素含量的影响 , 连续三年的监测结果见表
肥 的含量 , C a 、 M g 、 Fe 、M n 含量较 高 。 C u 、 Z n 、C r 、 2 、 3 、 4 。
Pb
、
H g
、
A s 等 6 种重金属元素均低于美 国 、原苏联 2 . 2 . 1 施用污泥后无芒雀麦体 内 M g 、C a 、K 、 P 含
和我国的农用污泥控制施用标准 。分析结果表明 , 该 量 , 随着施用量的增加而有所增加 , 但年际之间各
厂生活污泥可作为牧草生长的有效肥源 。 异 , M g 、 C a 含量在 1 9 9 7 年显著高于 1 9 9 6 和 1 9 9 8
年 。 而 K 、P 含量在 2 9 9 7 年明显低 于 1 9 9 6 和 1 9 9 8
2
.
2 污泥对无芒雀麦地上部和根部常 , 及徽 t 元 年 . 1 9 9 6 、 1 9 9 8 年处理间含量差异不显著 (表 2) 。
衰 2 施用污泥对无芒雀安地上部常 , 元索的影晌(% )
l a b le 2 T he e ffe e t s o f s lu d g e a p p lie a t io n o n t he e le m e n t s e o n te n t o f the a b o v e
一
g r o u n d b io m a s s in B ro 爪 u s in erm 行
处理
T r e a t m e n t
( k g / m Z )
M g C a K P
1 9 96 1 9 9 7
0
.
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0
.
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0
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0
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1 9 9 8 1 9 9 6 19 9 7
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K
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.
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0
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5 0 a
0
.
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0
.
5 3 8
0
.
5 7 a
0
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.
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1
.
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1
.
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1
.
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1 9 98
0
.
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.
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.
5 7e
0
.
6 4e
0
.
6 4b
0
.
6 8 b
1 9 96
2
.
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3
.
3 0 a
3
.
3 la
3
.
6 5 a
3
.
5 la
3
.
7 7a
1 9 9 7 1 9 9 8
3
.
1 0a
3 2 7 a
3
.
30 a
3
.
2 8 a
3
.
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,
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.
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.
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.
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19 9 7
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.
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.
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.
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19 9 8
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.
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.
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0
.
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0
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, 同列 中不同字母间差异显 著 (P < 。. 05 )
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ig n if一e a n t 一n s a m e e o lu m ( p < 0
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0 5 )
第 3 期 周志宇等 : 施用污泥 对无 芒雀麦和 一壤中元素含量的影响 2 2 5
衰 3 施用污泥对无芒雀麦地上部徽 . 元幸的影 晌甲g / g )
T a b le 3 T h e e ffe e t s s lu d g e a p p lie a t io n o n th e m le r o e le m e n ts o f the a b o v e
一
g r o u n d b io m a ss in B r o m u s in o r n l z、
处理
T r e a t m
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(k g / m Z )
F
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M n Z n (
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.
9 2
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8
.
9 5d
8
.
9 6d
2
.
2
.
2 由表 3 可知 , 无芒雀麦的 Fe 和 M n 年际间
含量随着污泥施用量的增加而增加 , 与对照 比较 , 差
异显著 。 每年施用 2 . 0 k g / m , 以上的污泥 , Z n 含量
与对照 比较 , 差异显著 。 C u 含量在 1 9 9 6 和 19 9 8 年
显著高于对照 , 1 9 9 7 年除施用 4 k g / m Z 污泥 , C u 含
量显著高于对照外 , 其它元素在处理间差异不 显著 。
结果表明 , 施用污泥后 , 无芒雀麦体内营养元素含量
有所增加 , 有益于无芒雀麦的生长 。
2
.
2
.
3 施用污泥后 , 无芒雀麦根部除 Z n 的含量随
着施用量的增加而增大外 , 其它元素在处理间差异
不显著 (表 4 ) 。
裹 4 施用污泥对无芒雀麦根部徽 . 、常 . 元索的影晌
T a ble 4 T h e e ffe e t s o f slu d g e a PPlie a tio n o n th e e o n t e n t o f m a e r o e le m e n t s a n d m ie r o e le m e n t s in the r o o t s o f B ro m u s 。n e r 别 r、
处理
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3 污泥对无芒雀麦地上部生物 t 和根部重金属
元紊的影响
污泥施用量在 1 . 0 k g / m Z 以上 , 第 二年无芒雀
麦地上部生物量中 A S 的含量在各处理显著高于 对
照外 , 其它元素在处理间差异不 显著 。 结果表明 , 施
用污泥后重金属元素没有在无芒雀麦体 内积累 , 说
明 , L活污泥是可 以在草地上利用的有效肥源 ( 表 5 、
表 6 ) 。
表 5 施用污泥对 无芒雀麦地上生物 . , 金属元素 的影晌 ( , g / g)
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2 2 6 草 地 学 报 第 9 卷
衰 6 施用污泥对无芒雀麦根 部, 金属元素的影 响 (, g / g)
T a ble 6 T h e e ffe c t s o f a PPlie a t io n o f s lu d g e o n th e he a v y m e t a l e le m e n t s in th e r o o t s o f B ro m u s in 尸r n , 15
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4 几种元素在根部及地上部含 , 的比值
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、
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、
c a 和 H g 各处理比值较大 , 说明根部的
含量明显高于地上部 , 表明在根部积累较多 ,但处理
之间变化不大 。 M g 、 C a 、M n 、 Z n 、 C u 和 A s 在 1 9 9 6
年的比值明显高于 1 9 9 7 年 , 主要是因为 1 9 9 7 年根
部和地上部对几种元素吸收积累差距缩小之故 。 从
整体看 , 各元素含量在根部与地上部之比 ,不论污泥
施量 的大小 均按 一定 比例在根 部和地 上部 分布
(表 7 ) 。
2
.
5 施用污泥对供试土坡中元素含 t 的影响
施用不同量的污泥 , 除 。一 20 C m 土层中 Fe 含
量有差异外 , 其它处理的元素与对照间差异不明显 。
说明施用不同量的污泥后 , 各元素没有向下层土壤
迁移 , 未造成土壤污染 。同时在供试的最大污泥施用
量 , 也未发现对无芒雀麦有何毒害现象发生 。土壤中
各元素的含量均没有高于我国几种土壤建议的环境
质量基准和世界各国土壤中重金属允许浓度限制标
准[ , ·5 ·6 ] (见表 8 、 9 ) 。
裹 , 各元素在 无芒雀麦根部及地上部含 , 的比值
T a b le 7 T he r a tio o f eo n te n t o f v a r io u s e le m e n t s in th e r o o t a n d t he a b o v e
一
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表 8 污泥对土坟常 . 和微 , 元素含 , 的影响 ( % )
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第 3 期 周志宇等 : 施用 污泥对无芒雀麦和土垠 中元素含量的影响 2 2 7
表 , 污泥对土坡 , 金月 元索含一的影晌 (“g / g)
T a ble 9 T h
e e ffe e t s o f s lu d g e a p p lie a t io n o n th e e o n t e n t o f th e he a v y m e r a l e le m e n t s in 5 0 11
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5 9 0
.
0 0 0
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7 9
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93 6 1
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10 1 7
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32 8
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9 8 0
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0 0 1
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1 0 7
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7 6 0
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8 4 0
.
5 0 2 8
.
6 9
9 5
.
9 9 40 7 6 9
.
72 1 3
.
3 4 0
.
10 0
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0 0
3 7
.
30 88
.
0 8 9
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8 3 8
.
2 0 0
.
0 1 0
.
5 8 6
.
2 2
1 0 6
.
8 1 15
.
9 14
.
52 1 7
.
8 2 0
.
6 7 0
.
7 5 9
.
9 4
3
.
0 9
1 2
.
4 6
2 2
.
4 2
3 结论
3
.
5 根据生活污泥养分和重金属元素的分析 , 并经
过 3 年的施用试验 , 实践证明 , 施用生活污泥有益于
无芒雀麦的生长 。说明城市生活污泥在草地的应用 ,
对于城市和草业的可持续发展具有重要意义 , 也是
未来城市污泥处置的根本出路 。
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1
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3
.
1 施用不同量的污泥对无芒雀麦体 内 M g 、 C a 、
K
、
P 的影响 , 总的趋势是第一年随着污泥施用量的
增加 而增加 , 第 2 年后差异不 显著 , F e 、 M n 含量在
试验期间与对照间差异显著 。
3
.
2 无芒雀麦地 上部和根部重金属元素的积累除
A S 在第 2 年地 卜部高于对照外 , 其它元素 与对照间
差异不明显 , 说明施用污泥后 , 重金属元素没有在无
芒雀麦体内积累 。
3
.
3 所监测的元素 , 不论污泥施量的大小被吸收后
均按一定比例在根部和地上部分布 。
3
.
4 对供给土壤的监测结果 , 重金属元素没有 向
20
c
m 以下的土壤迁移 , 对土壤没有污染 , 说明兰州
市七 里河 区 污水处理 厂 的生活 污泥 可 以 在 草地
施用 。