摘要：为确定城市污水的污泥农用过程中是否存在重金属毒害，系统研究了桂林城市污水的污泥中重金属特征和使用污泥肥料后农产品中的重金属含量。研究表明：①桂林城市污水的污泥中重金属含量较我国其他城市略低；②EDTA提取污泥时，重金属的提取率在23%～60%，这部分重金属有可能被植物吸收；③污泥有机复合肥肥效显著。施用污泥复合肥与施用其他肥料相比较，稻谷和稻茎中的重金属含量无明显差异，符合国家标准。 关键词：污泥 农业利用 重金属 尽管城市污水的污泥处置方法有多种，但对我国这样一个发展中国家而言，综合利用尤其是农业利用无疑是较好的选择［1、2］。与此同时，污泥农用也存在着二次污染的可能性，这主要源于污泥中含有一定量的重金属和病毒、病原体、寄生虫卵等有害物质。研究表明，选用合适的堆肥方法既可杀灭污泥中致病微生物和寄生虫卵，又不会破坏污泥中的植物养分，但重金属含量较高的污泥施于农田，会集中于植物体，并通过食物链与生物链的传递对人类产生毒害作用。为此，系统研究了桂林城市污水厂污泥的重金属特征，以确定其农用安全性。 1 污泥中的重金属成分 1.1 污泥中重金属含量 桂林城市污水的污泥重金属含量见表1。 表1 国内外部分城市污水的污泥重金属含量 mg/kg 元素 As Cd Cr Cu Ni Pb Zn 备注 桂林市 37 0.9 594 154 98 199 506 天津纪庄子 10 3 728 336 669 1 095 文献[5] 广州大坦沙 1550 2200 462 245 1 790 文献[6］ 中国农用标准 75 75 5 20 600 1000 250 500 100 200 300 1000 500 1000 酸性土壤pH＜6.5 中性和碱性土壤pH≥6.5 瑞典污泥 5～15 50～200 500～1500 25～1000 100～300 1 000～3 000 文献[4] 加拿大标准 10 20 1000 500 500 200 2 000 德国 10 900 800 200 900 2 500 文献[7］ 注 桂林市数据为4个样品的平均值，中国农用标准为《农用污泥污染物控制标准》GB4284-84。 由表1可以看出，与国内其他城市的污泥相比，桂林城市污水的污泥中砷含量偏高，而镉、铬、铜、镍、铅和锌都较低。与国外标准相比较，只有砷、铬含量偏高。根据《农用污泥污染物控制标准》GB 4248-84，桂林城市污水的污泥中各重金属的含量除锌略高外，其他重金含量均低于我国农用污泥酸性土壤最高容许含量，可以考虑用作农业肥料。 1.2 污泥中重金属的活动性 污泥中重金属的毒害性除与含量高低有关外，还取决于其存在形式。EDTA(乙二胺四乙酸)是一种弱有机酸，可提取土壤中有机和无机络合物交换点上的金属，还可释放水溶态物质中的金属，而不破坏硅酸盐矿物晶格中的金属，因此EDTA溶液的提取量可代表植物的可吸收量。由EDTA溶液对桂林市污泥的试验结果(表2)可以看出，各种金属的提取率在23%～60%，即当污泥施于农田时23%～60%的重金属可被植物吸收。 表2 桂林市污泥重金属提取试验结果 元素 As Cd Cr Cu Pb Zn 污泥原样(mg/kg干污泥) 29 1.3 450 137 63 515 提取后残渣(mg/kg干污泥) 12 1.0 290 97 25 380 提取率(%) 59 23 36 29 60 26 注 EDTA提取液的pH值为9.0，浓度为0.1 mol/L。 2 污泥农用 2.1 研制有机复合肥 研制有机复合肥的生产工艺流程如图1所示。 根据广西土壤条件的水稻种植经验，结合桂林市污泥的特点，以桂林市污泥为基质，适当添加尿素、过磷酸钙和生物钾肥研制成有机复合肥，其肥分约为(以重量计)：N占11%，P2O5占4%，K2O占5%，外观呈黑褐色。 2.2 有机复合肥在早稻上的应用试验 为检验所制复合肥的肥效，于1999年4月8日—7月6日在桂林市农业科学研究所的稻田进行了试验。 2.2.1 试验肥料 ① A：污泥有机复合肥，含氮、磷、钾分别为11%、4%和5%。 ② B：污泥有机复合肥，含氮、磷、钾分别为10.7%、3.6%和4.7%。 ③ C：市售四川新都产华丰牌高效三元复合肥，含氮、磷、钾分别为13%、5%和7%。 ④ D：不施肥。 2.2.2 试验设计 试验水稻品种为金23保持系，生育期99d，采用随机区组设计，4个水平，3个区组。第一组A、B、C施用量均为25kg/亩(667m2)；第二组A、B、C施用量均为40kg/亩(667m2)；第三组A、B、C施用量均为55kg/亩(667m2)；D均为对照，不施肥。共有12个小区，每个小区面积为13m2。试验肥料均作为底肥一次性施入，每个小区设置田埂作为隔离，施肥后耙平耙均，以后各项技术措施(追肥、病虫防治、排灌等)均相同。 2.2.3 试验结果 ① 从禾苗长势看，施用有机复合肥A和B的各小区均明显好于对照区，与施用华丰牌的各小区无明显区别。 ② 从干粒重和有效分孽看来，施用复合肥的各小区差异不明显，但均好于对照区，施用复合肥的各小区结实率无显著差异，均高于对照区。 ③ 施用有机复合肥A、B分别比对照区组增产19%和18%，均比华丰牌复合肥的增产效果(13%)高(表3)。 表3 不同处理的水稻产量 处理 区组 小区平均 产量(kg) 平均亩产量 (kg) 比对照 组增产 Ⅰ Ⅱ Ⅲ A B C D 9.71 8.90 8.87 8.15 10.56 10.88 10.23 8.08 8.88 9.20 8.52 8.26 29.15 28.98 27.62 24.49 486 483 460.5 408 19% 18% 13%
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