《城市污泥土地利用碳排放/碳匯特徵研究及模型構建》是依託西南大學，由張成擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：城市污泥土地利用碳排放/碳匯特徵研究及模型構建
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張成
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
污泥處理處置碳排放是目前城市水處理系統關注的熱點問題之一。目前對污泥土地利用的研究主要集中在重金屬、有機污染物和病原物方面的影響，而有關污泥土地利用碳排放方面還沒有進行系統的研究，也沒有形成統一的計算模型和方法。本項目以林地、農地、園林綠化用地和礦山開墾地等為研究對象，分別施用穩定化處理後的城市污泥，採用靜態箱-氣相色譜法，野外監測和模擬試驗相結合，研究分析不同污泥土地利用方式下碳排放情況與動態變化特徵，探討不同污泥土地利用方式的碳匯功能，分析其碳源/匯機制，建立城市污泥土地利用碳排放計算模型和方法。進而闡明污泥土地利用碳排放規律與機理，為選擇合適的污泥處理處置方式和準確核算污泥土地利用碳排放提供重要的理論依據。
結題摘要
本項目以城市污水廠污泥為研究對象，採用野外研究與室內試驗相結合，主要研究了不同季節污泥堆肥過程中溫室氣體排放特徵和變化趨勢，考察了生物質炭對污泥堆肥過程碳排放的影響，並研究了污泥堆肥土地利用過程中的溫室氣體變化特徵和排放趨勢，探討污泥土地利用的碳排放與碳匯效應。研究結果表明，冬季堆肥相對春季堆肥較快進入堆肥腐熟期，堆肥持續時間相對較短。與春季堆肥相比，總體溫室氣體累積排放量出現冬季堆肥CH4排放量較低，而N2O排放量較高的現象。採用木屑作為調理劑相對於玉米秸稈能有效降低總氮損失，然而溫室氣體總排放當量卻高於秸稈處理。木屑與秸稈CH4累積排放量相當，N2O累積排放量表現為木屑高於秸稈處理。CH4的排放75%以上集中在堆肥前兩周，而N2O則90%以上出現在後腐熟期。添加生物質炭有助於堆肥的進行，高溫期持續時間較長並且降溫較慢，同時添加生物質炭的堆肥處理累積CO2排放當量高於未添加生物質炭的堆肥處理，其中CH4排放量占累積排放量的95%以上。不同濃度污泥堆肥土地利用試驗發現，整體上污泥土地利用的CH4排放呈現出較弱的吸收狀態，而N2O呈現較大的正排放狀態，排放值遠大於甲烷吸收值。施肥量對於CH4排放具有重要影響，CH4吸收量隨施肥濃度的增加而降低，可能是因為氮肥抑制了甲烷氧化菌的活性從而降低了土壤對甲烷的吸收能力。添加生物質炭堆肥對CH4的吸收相對未添加生物質炭的堆肥處理小，呈現顯著性差異。N2O的排放集中在植物快速生長期，添加生物質炭堆肥的N2O平均排放低通量和累積排放量均低於未添加生物質炭的堆肥品，並且存在顯著性差異。表明添加生物質炭的堆肥品抑制了土壤中N2O的排放。同時，與未種植作物相比，種植作物能夠從土壤中吸收堆肥品中的而營養物質，降低了反硝化作用，從而有效降低了土壤N2O的排放。此外，本項目初步開展了污泥堆肥與土地利用產生的汞排放、總汞及甲基汞的形態變化等方面的研究，為進一步深入研究污泥處理過程產生的碳排放與汞排放的關係及環境效應奠定基礎。
