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微波高温热解城市污泥重金属固定效能研究

微波高温热解城市污泥重金属固定效能研究

作者：祝初梅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着污泥产量的增加和世界能源的短缺,清洁高效热解处理技术在城市污泥处理领域得到广泛的应用。城市污泥热解处理是在一定温度条件下对污泥进行分解,实现快速、显著的减容,并对污泥中的有机成分加以能量化利用。本文将微波能引入污泥... 详细信息

随着污泥产量的增加和世界能源的短缺,清洁高效热解处理技术在城市污泥处理领域得到广泛的应用。城市污泥热解处理是在一定温度条件下对污泥进行分解,实现快速、显著的减容,并对污泥中的有机成分加以能量化利用。本文将微波能引入污泥高温热解,分别考察了添加活性炭、三氧化二铁、碳化硅和微波热解残留固体作为微波能吸收物质进行污泥的微波高温热解升温过程。通过浸出因素实验和模拟浸出实验,对比传统高温热解条件下重金属的固定效果。分析了污泥热解前后重金属形态和含量的变化,探索微波高温热解下的重金属的固定机理。掺杂条件下污泥的升温结果表明,添加四种微波能吸收物质都能实现微波场中污泥800℃以上的高温热解;不同浸出方法的研究表明,TCLP是考察微波热解和传统热解固体残留物中重金属浸出的有效方法;微波及传统热解重金属固定效能的对比分析表明,在不同浸取液、液固比、pH以及动态浸出条件下,城市污泥微波高温热解残留固体中Cd、Pb、Zn和Cu的浸出浓度均低于传统高温热解残留固体;污泥微波高温热解前后重金属的含量和形态分析结果表明,重金属都富集在固体残留物中,且重金属形态发生了显著改变,可交换态含量降低10%0%,残渣态和铁锰氧化物结合态含量明显升高;微波能吸收物质对不同种类重金属固定有效性的研究表明,四种微波能吸收物质对重金属有效固定效果顺序为:FeO>AC>Ru>SiC;相同反应条件下,微波对不同种类重金属固定的有效性研究表明,微波高温热解对重金属的有效固定效果顺序为:Pb>Zn>Cu>Cd。本研究通过固体残留物表面元素分析和电镜扫描结果,分析了重金属的固定化机制。研究表明:泥微波热解过程中,固体残留物经历了玻璃化过程,其表面富集了大量的Si、Al元素,并在固体残留物中形成了光滑致密的微颗粒;污泥经微波高温热解后,固体残留物碱性明显增强,添加活性炭、回用物质、碳化硅和三氧化二铁进行微波热解得到的固体残留物pH分别为11.05、10.94、10.89和8.58。分析认为:重金属形态的改变、固体残留物玻璃化状态以及呈现出的强碱性是导致微波高温热解过程中重金属固定的主要影响因素。本课题研究了城市污泥微波高温热解下的重金属固定化效能与机制,对城市污泥微波高温热解技术的应用提供了理论和技术支持,具有重要意义。

关键词：污水污泥微波能重金属固定

不同处理的秸秆对土壤重金属固定和有机碳矿化的影响

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不同处理的秸秆对土壤重金属固定和有机碳矿化的影响

作者：马筝华中农业大学

学位级别：硕士

土壤重金属污染修复、农田土壤固碳减排和农作物秸秆资源化利用是农业生态环境保护中的研究热点。目前,单独关注土壤重金属固定和土壤有机碳矿化的文献较多,但对于土壤重金属和有机碳的协同固定还鲜有关注,应用农业有机废弃物协同固定... 详细信息

土壤重金属污染修复、农田土壤固碳减排和农作物秸秆资源化利用是农业生态环境保护中的研究热点。目前,单独关注土壤重金属固定和土壤有机碳矿化的文献较多,但对于土壤重金属和有机碳的协同固定还鲜有关注,应用农业有机废弃物协同固定土壤重金属和有机碳的报道还非常少。本研究选择不同方式处理的水稻秸秆(原始秸秆、腐解秸秆、热解秸秆、燃烧秸秆)和不同热解温度(300℃、450℃、600℃、750℃)制成的水稻秸秆生物炭,表征各秸秆材料的理化性质,通过室内好气培养试验研究不同处理的秸秆对Cu、Cd污染土壤理化性质、重金属有效性及形态、有机碳矿化量、水溶性有机碳含量和结构、微生物群落等的影响,探究不同处理的秸秆钝化土壤重金属和固定有机碳的效果及潜在机制,从资源、生态、环境融合的角度为秸秆资源化利用、土壤重金属污染修复和农田土壤固碳增汇的综合需求提供参考。主要结果如下:(1)不同处理的秸秆均显著降低了土壤中DTPA提取态Cu含量,钝化效果表现为燃烧秸秆>热解秸秆>腐解秸秆>原始秸秆。热解秸秆和燃烧秸秆对Cu的钝化效果较好,分别使土壤中Cu的有效性降低了21.5%和21.7%。热解秸秆使土壤中DTPA提取态Cd的含量降低了20.0%,对Cu、Cd混合污染土壤中重金属的钝化效果最显著。原始秸秆和腐解秸秆提升了土壤DTPA提取态Cd含量,存在加重土壤重金属污染的风险。燃烧秸秆对土壤Cd有效性的影响不显著。土壤p H、有效磷和有机碳含量对土壤重金属形态产生显著影响,从而改变重金属的有效性。所有秸秆均减少了土壤弱酸提取态Cu、Cd占比,使弱酸提取态Cu向可氧化态和可还原态转化,弱酸提取态Cd向可氧化态和残渣态转化。(2)原始秸秆、腐解秸秆和燃烧秸秆使土壤有机碳累积矿化量显著提升了13.5%-442.8%。热解秸秆使土壤有机碳累积矿化量降低,对土壤有机碳矿化存在抑制效果。通过皮尔逊相关分析发现,土壤β-葡萄糖苷酶活性和微生物碳含量与土壤有机碳矿化呈显著正相关。(3)300℃-750℃热解制备的生物炭显著降低了土壤中Cu、Cd的有效性,使土壤DTPA提取态Cu含量降低19.1%-22.9%,DTPA提取态Cd含量降低5.3%-34.2%。通过相关性分析发现,土壤总有机碳含量与重金属可氧化态占比呈显著正相关,所有生物炭均提升了土壤总有机碳含量,促进弱酸提取态重金属向可氧化态转化。随着生物炭热解温度的提升,土壤的p H值和有效磷含量上升,显著促进土壤弱酸提取态重金属向可还原态和残渣态转化。750℃制备的生物炭灰分占比最大,所处理土壤的p H值和有效磷含量最高,对土壤中Cu、Cd的综合钝化效果最好。(4)生物炭处理土壤累积碳矿化量表现为:随着生物炭的热解温度升高,生物炭对有机碳矿化呈现先促进再抑制的趋势。在生物炭的热解温度达到600℃后,生物炭处理土壤累积碳矿化量逐渐趋于稳定。高温制备的生物炭碳稳定性更强,处理土壤水溶性有机碳含量低,结构更复杂,显著影响土壤有机碳矿化量。(5)不同处理的秸秆通过改变重金属的生物有效性影响土壤的酶活性和微生物活动,从而对土壤有机碳矿化产生作用。较高温度(600℃左右)热解秸秆制成的生物炭具有协同固定土壤重金属和有机碳的效果。生物炭灰分含量、碳含量高,碳结构稳定,能够在保护土壤有机碳的同时使土壤的p H值、有效磷含量和总有机碳含量提升,促进弱酸提取态重金属向其他形态转化,降低土壤重金属的有效性,从而影响土壤中水解酶活性和微生物的活性,进一步降低土壤中有机碳分解速率,降低CO排放。

关键词：秸秆生物炭重金属固定有机碳矿化土壤

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水处理污泥陶粒的制备及其对重金属的固定

非金属矿 2012年第2期35卷 72-75页

作者：钱伟樊传刚陈伟冉松林王健安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 马鞍山市华骐环保科技发展有限公司安徽马鞍山243000

以湿态水处理污泥作为主要原料,混合粉煤灰和集料尾泥制备了陶粒,陶粒烧成过程模拟了回转窑工况条件。结果表明:当污泥掺入量较高时,污泥中有机成分的高温分解使陶粒坯体有较强的烧胀作用。当陶粒坯体中污泥质量含量为50%、粉煤灰和集... 详细信息

以湿态水处理污泥作为主要原料,混合粉煤灰和集料尾泥制备了陶粒,陶粒烧成过程模拟了回转窑工况条件。结果表明:当污泥掺入量较高时,污泥中有机成分的高温分解使陶粒坯体有较强的烧胀作用。当陶粒坯体中污泥质量含量为50%、粉煤灰和集料尾泥分别为25%时,1040℃短时烧结后的陶粒样品具有较为理想的轻集料性能,其堆积密度为760 kg/m3,筒压强度为5.2 MPa。浸出实验表明:随着污泥掺量的增加,从陶粒中浸出重金属离子量的增加幅度较小。这说明陶粒结构对污泥中的重金属有较强的稳定和固定作用,污泥陶粒的使用不会对环境造成二次污染。

关键词：水处理剩余污泥陶粒重金属固定

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原位激发产脲酶微生物固化尾矿砂试验

硅酸盐学报 2025年

作者：赖永明孔秋平龙岩学院资源工程学院福建永强岩土股份有限公司

尾矿砂力学性质差，重金属含量高，故其治理需要兼顾力学性能的提升和重金属的固定，实际工程中还需考虑成本及适用性。设计并优化尾矿砂原位激发方案，筛选富集本土微生物中的产脲酶菌固化尾矿砂，通过一系列试验评价比较本土产脲酶菌... 详细信息

尾矿砂力学性质差，重金属含量高，故其治理需要兼顾力学性能的提升和重金属的固定，实际工程中还需考虑成本及适用性。设计并优化尾矿砂原位激发方案，筛选富集本土微生物中的产脲酶菌固化尾矿砂，通过一系列试验评价比较本土产脲酶菌和巴氏芽孢杆菌固化尾矿砂效果及经济环境效益。结果表明：1) 相同固化轮次下，本土产脲酶菌具有更强的重金属固定能力和更好的固化深度和均匀性。2) 本土产脲酶菌固化15轮与巴氏芽孢杆菌固化10轮的尾矿砂力学性能相当，同时成本下降2/3。3) 原位激发诱导碳酸钙沉淀填充了砂颗粒间的孔隙，并将可交换态的重金属转变为金属碳酸盐沉淀、金属–碳酸钙共沉淀或被铁、铝氧化物吸附，在提升力学性能的同时实现了原位固定尾矿砂中重金属。原位激发产脲酶微生物固化尾矿砂改善了砂土肥力，有利于矿山植被修复，具有良好的工程适用性和经济环境效益。

关键词：原位激发微生物诱导碳酸钙沉淀尾矿砂重金属固定

高活性碳酸钙矿化菌分离筛选及固定铅锌矿尾矿渣重金属的研究

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高活性碳酸钙矿化菌分离筛选及固定铅锌矿尾矿渣重金属的研究

作者：董鹏举西南科技大学

学位级别：硕士

随着近些年我国生态文明建设的步伐愈来愈快,生态环境问题得到了人们极大的重视,人们对尾矿带来的环境污染及重金属溢出问题也更加关注。矿渣重金属泄漏是一种严重的环境污染,会对人类的生产生活产生持续的影响。生物矿化(Biomineraliza... 详细信息

随着近些年我国生态文明建设的步伐愈来愈快,生态环境问题得到了人们极大的重视,人们对尾矿带来的环境污染及重金属溢出问题也更加关注。矿渣重金属泄漏是一种严重的环境污染,会对人类的生产生活产生持续的影响。生物矿化(Biomineralization)是一种由生物参与诱导成矿的过程。近些年研究发现,利用微生物矿化可以固定重金属离子,而细菌产生的脲酶和碳酸酐酶被认为是细菌参与诱导成矿的两种关键酶,但目前对产碳酸酐酶细菌矿化固定重金属离子的研究还处于探索补充阶段。为了探究产碳酸酐酶细菌诱导矿化对铅锌矿尾矿渣重金属的固定效果,本研究分离筛选了两株具有较高碳酸酐酶活性的细菌,测定了两株细菌基本理化性质(生长曲线、革兰氏染色、胞外多糖和蛋白质)及对Pb、Zn、Cd的耐受性;对比了不同Ca浓度和初始p H对两株细菌诱导矿化的影响和在溶液中对Pb、Zn、Cd元素的矿化固定效果;探讨了两株细菌对铅锌矿尾矿渣中Pb、Zn、Cd元素的赋存状态、有效态变化及稳定性影响,主要研究结果如下:1、在四川黄龙钙华彩池中筛选出了具有较高碳酸酐酶活性的两株革兰氏阳性细菌,命名为Z-2和HL-1。细菌Z-2为杆状,菌落白色,产芽孢,生长周期较短,8 h可到达稳定期,16S r DNA鉴定为Bacillus sp.;HL-1为短杆状,菌落黄色、光滑,生长周期较长,30 h到达稳定期,鉴定结果为Brachybacterium sp.,两株细菌的胞外蛋白质、多糖含量不同。2、Ca浓度和培养液初始p H会对两株细菌的生长和诱导矿化产生影响。主要表现为:低浓度的Ca可以促进细菌生长,矿化产物晶体以方解石和球霰石晶型存在;而高浓度的Ca会对细菌的生长产生抑制,矿化产物晶体主要为方解石;较高的初始p H(9.00)会使细菌进入衰亡期的时间提前,影响细菌EPS中蛋白和多糖含量;晶体参数也表明,初始p H越高则导致形成更多的方解石衍射峰,而较低p H则诱导形成球霰石。3、两株细菌的诱导矿化对溶液中Pb、Zn、Cd元素的固定与细菌吸附相比具有显著性(P固定效果分别达93.63%、83.30%和95.63%,细菌HL-1诱导矿化对Pb去除效果达95.37%,Zn为55.60%,Cd为35.29%。细菌Z-2的矿化产物以不规则的方解石和球形的球霰石为主,而细菌HL-1矿化产物以短杆状的细菌成核,形成了杆状晶体和球状晶体,且晶体表面分布着较多的孔洞。XRD和SEM+EDS分析表明:三种重金属元素或是参与成核,形成碳酸盐和金属矿物,或是吸附于Ca CO晶体表面,以晶体外囊物的形式存在。4、本研究采用的铅锌矿矿渣浸出p H为8.5±0.23,Ca元素占47.80%,Pb、Zn、Cd元素总量分别为499.693±23.221 mg/Kg、988.955±32.112 mg/Kg和4.526±0.983mg/Kg。其中,Pb元素主要以还原态为主,占比总量的43.09%;Zn元素主要以可交换态为主,占比总量的41.41%;Cd元素主要以氧化态存在,占比总量的35.87%。矿渣粒径、浸提剂p H和浸提温度会影响Pb、Zn、Cd浸出,粒径越小、浸提剂p H越低,浸出的重金属元素含量就越高。5、细菌的诱导矿化改变了矿渣中Pb、Zn、Cd元素的有效态和赋存状态。为期30天的诱导矿化,对矿渣中Pb元素有效态固定极显著(P固定也达到了显著水平(P固定效果最好。改进BCR连续提取法表明:矿渣中的Pb元素残渣态由9.76%增加至60%以上,可交换态比例随矿化温度的降低逐渐减少,由35.62%减少至26.89%;Zn元素则呈现残渣态和可交换态比例增加趋势,残渣态由31.36%增加至40%以上;Cd元素残渣态由22.90%增加至50%以上。7个周期的干湿循环增加了0.99%(Z-2)和4.65%(HL-1)的Pb元素可交换态;而冻融循环使Pb元素的可还原态降低了6.32%(Z-2)和4.21%(HL-1),Zn元素残渣态分别减少了6.67%(Z-2)和4.84%(HL-1),Cd元素并未发生较大的变化。综上所述,微生物诱导矿化对尾矿渣重金属的固定具有一定的可行性,它可以有效减少重金属有效态含量,改变重金属的赋存状态,导致残渣态增加,从而减少了尾矿渣重金属泄漏的风险。

关键词：碳酸盐矿化菌微生物矿化重金属固定矿渣

微生物矿化固定重金属和改善土体力学性质的试验研究

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微生物矿化固定重金属和改善土体力学性质的试验研究

作者：陈溪海清华大学

学位级别：硕士

微生物诱导矿化技术（MIM）是当前微生物成矿学的新应用。其基本原理是利用产脲酶的细菌水解尿素生成碳酸根和氢氧根等离子,与游离的金属离子反应生成沉淀,从而固定重金属减轻重金属污染,在土中所生成的沉淀能胶结土颗粒,改善土体的力... 详细信息

微生物诱导矿化技术（MIM）是当前微生物成矿学的新应用。其基本原理是利用产脲酶的细菌水解尿素生成碳酸根和氢氧根等离子,与游离的金属离子反应生成沉淀,从而固定重金属减轻重金属污染,在土中所生成的沉淀能胶结土颗粒,改善土体的力学性质,该技术为尾矿砂的治理提供了新途径。完成的工作和取得的成果主要包括:1.利用生物化学分析方法探究了巴氏芽孢八叠球菌酶活与常温保存时间的关系。在常温保存条件下,菌液酶活先升高后降低,在54h6h时最高,而菌液离心上清液酶活则随着时间几乎没有变化,略有上升。同时探究了Pb、Cd、Zn、Cu和Co重金属离子对于菌液酶活的影响,结果显示,重金属离子对于酶活有抑制作用,不同重金属其抑制程度不同。2.用MIM技术处理含重金属的溶液,探究溶液条件下MIM技术对于不同重金属离子的固定效果。结果表明,在此试验条件下,固定率Pb>Cd>Zn>Cu>Co,尤其是Pb和Cd,其最大固定率可达99.37%和95.52%。此外,营养盐中尿素的浓度会影响重金属的固定率。3.用MIM技术处理含重金属的尾矿砂。针对两种不同的尾矿砂,用不同的MIM方案进行处理。经MIM处理后,两种尾矿砂的P波波速和UCS均得到了提升,但是提升效果略有差异,砂性土尾矿砂的处理效果要优于粘性土尾矿砂,其中营养盐中含钙盐的方案处理后的砂样P波波速最高可达2026m/s,UCS最高可达6.86MPa。MIM技术还能减少尾矿砂中部分重金属的溶出,经处理后的浸泡Mn浓度降低了45%,Mo浓度降低了98%。4.对MIM产物碳酸钙矿物成分和微观形貌的影响因素包括工作环境、钙源种类、微量镁离子等进行了探究。试验结果表明:在溶液条件下,钙源为乙酸钙时,无论有无微量镁离子添加剂,反应产物中均无文石生成。在玻璃珠环境下,钙源为乙酸钙时,反应产物中有针状的文石生成,且单体酶活越低生成的文石越多。另额外引入微量的镁离子将有助于文石的生成和提高玻璃珠柱的单轴抗压强度。当钙源为氯化钙时,在玻璃珠环境下,无论有无微量镁离子添加剂,反应均无针状文石产生。

关键词：微生物诱导矿化技术重金属固定溶液环境尾矿砂碳酸钙

解磷细菌Klebsiella sp. M2钝化重金属及阻控小麦吸收Cd和Pb效应

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环境科学 2024年第7期45卷 4321-4331页

作者：苏楠楠赵庆照王芳安天赐牛晶晶闫嘉欣杨建军韩辉南阳师范学院生命科学与农业工程学院南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心河南省南水北调中线渠首湿地生态系统野外科学观测研究站南阳473061 保定市清苑区农业技术推广中心保定071100 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

解磷微生物能够将土壤中难溶性的磷转化为可供植物吸收的磷,同时可溶性磷酸盐也能与重金属结合生成沉淀,降低土壤中有效态重金属的含量,进而阻控作物对重金属的吸收,在重金属污染土壤修复中发挥着重要的作用.通过溶液培养试验研究解磷细... 详细信息

解磷微生物能够将土壤中难溶性的磷转化为可供植物吸收的磷,同时可溶性磷酸盐也能与重金属结合生成沉淀,降低土壤中有效态重金属的含量,进而阻控作物对重金属的吸收,在重金属污染土壤修复中发挥着重要的作用.通过溶液培养试验研究解磷细菌Klebsiella sp.M2固定Cd和Pb以及释放PO43-的规律,并通过盆栽试验探究菌株M2对小麦吸收Cd和Pb的影响及其微生物学机制.结果显示,菌株M2通过细胞壁吸附和诱导磷酸盐沉淀降低溶液中Cd和Pb的浓度,并增加溶液中PO43-的浓度.盆栽试验表明,与不接菌和接灭活菌M2对照相比,接种活菌株M2后能够显著提高(123%~293%)土壤Ca_(2)-P和Ca_(8)-P的含量,降低小麦根际土壤中DTPA-Cd(34.48%)和DTPA-Pb(36.72%)的含量,进而阻控小麦籽粒对Cd和Pb的富集.此外,高通量测序结果表明,菌株M2显著提高了小麦根际细菌群落的多样性,提高了小麦根际土壤中Proteobacteria、Gemmatimonadetes和Bacteroidota的相对丰度,同时增加小麦根际土壤中具有重金属固定和解磷促生特性细菌的相对丰度(主要为Sphingomonas、Nocardioides、Bacillus、Gemmatimonas和Enterobacter),而这些菌属在钝化重金属和阻控小麦吸收重金属的过程中发挥了重要作用.研究结果可为重金属污染农田的生物修复提供菌种资源和理论依据.

关键词：解磷细菌小麦重金属固定微生物群落有效磷

粉煤灰掺用量对水泥固化／稳定重金属污染底泥的影响

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安全与环境学报 2010年第5期10卷 50-54页

作者：贾晓蕾张盼月曾光明湖南大学环境科学与工程学院长沙410082 湖南大学环境生物与控制教育部重点实验室长沙410082 北京林业大学环境科学与工科学院北京100083

利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥。固定胶凝材料和底泥的质量比为1.5∶1,在不同养护时间(7 d和28 d)下,研究粉煤灰掺用量对水泥固化/稳定污染底泥的影响。浸出毒性(固体废物浸出毒性浸出方法——醋酸缓冲溶液方法,HJ/T 300... 详细信息

利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥。固定胶凝材料和底泥的质量比为1.5∶1,在不同养护时间(7 d和28 d)下,研究粉煤灰掺用量对水泥固化/稳定污染底泥的影响。浸出毒性(固体废物浸出毒性浸出方法——醋酸缓冲溶液方法,HJ/T 300—2007)结果表明,固化体浸出液中主要重金属Cd、Pb和Zn的浓度均符合危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别(GB 5085.3—2007)的要求。在稳定浸出液pH=4的条件下,粉煤灰掺用量不超过50%时,浸出液中Cd、Pb和Zn浓度均低于GB 5085.3—2007规定的限值,适量掺加粉煤灰降低了重金属的浸出毒性。无侧限抗压强度结果表明,8%的粉煤灰掺加量能够一定程度地提高固化体抗压强度,继续增加粉煤灰用量导致固化体抗压强度持续下降。环境耐受力测试结果表明,干湿循环对固化体的破坏不大,而冻融循环对固化体的破坏较大,当粉煤灰掺用量超过33%时,养护28 d的固化体冻融循环质量损失高于30%。利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥,合适的粉煤灰掺用量为33%。

关键词：环境工程学污染底泥粉煤灰重金属固定抗压强度环境耐受力

钙基生物矿物对矿区重金属污染农田土壤的修复研究

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钙基生物矿物对矿区重金属污染农田土壤的修复研究

作者：骆蔚萋华南理工大学

学位级别：硕士

矿山资源的开发和利用加剧了农田土壤重金属污染问题,造成了潜在的食品安全风险和巨大经济损失。本研究以广东大宝山矿区上坝村农田土壤为研究区域,通过土壤培养试验及盆栽试验,在污染土壤中添加钙基生物矿物——蛋壳以及骨粉作为改良剂... 详细信息

矿山资源的开发和利用加剧了农田土壤重金属污染问题,造成了潜在的食品安全风险和巨大经济损失。本研究以广东大宝山矿区上坝村农田土壤为研究区域,通过土壤培养试验及盆栽试验,在污染土壤中添加钙基生物矿物——蛋壳以及骨粉作为改良剂,分别探究其对土壤中Cd、Cu、Zn固定效果,植物富集重金属及其生长状况,重金属固定的稳定性的影响,主要研究结果如下:(1)大宝山矿区S8区域农田土壤pH值为4.79,土壤酸化程度较高;Cd、Cu、Zn平均含量分别超出标准值的2.8、4.5、0.8倍,污染严重。添加改良剂可有效提高酸性土壤的pH值,且重金属形态分析结果表明,施用不同浓度的蛋壳(ES)和骨粉(BM)后,相较原土及对照组,各处理组土壤中重金属生物可利用态降低,逐渐转换成更加稳定的形态。(2)通过35d盆栽实验探究钙基生物矿物对空心菜富集重金属及其生长状况的影响,研究表明:相较对照组,各处理组空心菜根茎叶中Cd、Cu、Zn含量显著降低,且生物量大幅提升。其中,单独施加1%骨粉处理组(BM 1%)的效果最佳,其空心菜干重为3.4克/盆,高出对照组;其根茎叶中Cd含量相较对照组,分别下降64.20%、67.48%、68.20%。(3)通过3轮连续培养盆栽实验(共计105天,每轮35天)研究钙基生物矿物对重金属固定的稳定性的影响,结果显示:仅在第一轮初始阶段施加蛋壳和骨粉的处理组,经三轮种植后,植物体内重金属含量与土壤中生物可利用态重金属比例仍保持在一个较低的水平,这说明钙基生物矿物具有较好的稳定性。且经三轮培养后,持续施加骨粉处理组(BM)空心菜中Cd含量已符合国家食品安全标准。添加蛋壳和骨粉等钙基生物矿物作为土壤改良剂,可高效、经济、环保地改良重金属污染的酸性土壤,并为实际环境中重金属污染农田治理以及食品安全健康问题提供实验指导和理论依据。同时,蛋壳和骨粉作为厨余垃圾及其加工所得的副产品,也得到了妥善的利用,避免了资源浪费。

关键词：重金属蛋壳骨粉空心菜重金属固定生物可利用性