《城市污泥黃土改性後重金屬形態的轉化及其生物效應》是依託蘭州大學，由南忠仁擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：城市污泥黃土改性後重金屬形態的轉化及其生物效應
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：南忠仁
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
城市污泥含有重金屬、持久性有機污染物（POPs）、病原菌、抗生素與內分泌干擾素等四大類有毒有害物質。巨大排量的城市污泥的安全處置與資源化利用已成為我國環境友好型社會建設亟待解決的關鍵科技問題之一。本項目針對城市污泥中重金屬污染物，用黃土區豐富的黃土作為改性材料對其進行改性，通過實驗系統地研究城市污泥經黃土改性後污泥中主要重金屬物質（Cd、Pb、Cu、Zn）的行為規律，揭示不同黃土配比改性下污泥中重金屬物質形態轉化的回響關係，明晰黃土區城市污泥土地資源化利用中重金屬低劑量長期累積的生物效應，界定規避土壤重金屬污染的城市污泥土地資源化利用量，研發適合於黃土區的城市污泥土地資源化利用的重金屬污染控制技術，為黃土區城市污泥土地資源化利用中重金屬污染控制管理規範的制定提供理論與技術支撐。
結題摘要
項目背景及意義：隨著城市化的迅速發展，城市污泥產生量迅猛增加，污泥重金屬物質問題愈發突出，如何安全有效處理處置城市污泥，已成為我國環境友好型社會建設亟需解決的關鍵科技問題之一。重金屬對生物安全的危害程度取決於其存在形態和在土壤環境中的存在總量，且影響其形態和總量的環境指標因自然區域不同而差異顯著，故致使污泥土地利用過程中重金屬的生物效應不同。因此，因地制宜，針對性地研究黃土區城市污泥土地利用過程中重金屬形態的轉化規律及其生物效應的需求十分迫切。 項目可為黃土區城市污泥土地資源化利用中重金屬污染控制管理規範的制定提供理論與技術支撐。 主要研究內容：針對黃土改性後城市污泥中的重金屬物質（Cd、Pb、Cu、Zn），通過實驗，探討了重金屬吸附、解吸的劑量效應和界定濃度，明晰了黃土改性污泥中重金屬存在形態、回響關係、及土壤-植物系統重金屬遷移規律。 重要成果和關鍵數據 (1)Cd脅迫下城市污泥經黃土改性後重金屬形態轉化的回響規律 堆肥污泥中氮素易向下遷移外，有機質，磷等絕大部分滯留耕作層；隨著外源Cd添加濃度的增加，土壤可交換態和碳酸鹽結合態Cd比例係數持續增加，而有機態與殘渣態則持續減小，Cd活性增強。 (2) 不同黃土配比改性後污泥中重金屬吸附解吸變化及影響因子分析 不同黃土配比改性生污泥、熟污泥對Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+的吸附量分別隨平衡濃度的增加而增大，Freundlich型方程是描述Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附的最佳模型；Cd2+解吸率規律與吸附規律相反，解吸量與吸附量正相關；Pb2+的解吸率隨熟污泥配比的增加而先增後減，25mg/L為界定濃度；Cu2+的吸附量隨著銅添加濃度增加而增加，在濃度100mg/L出現增速拐點，解吸率的趨勢反之；生污泥對Cd2+、Cu2+、Zn2+的吸附量小於熟污泥，而解吸率略高於熟污泥。 (3) 黃土區污泥資源化利用中土壤植物系統重金屬遷移規律研究 盆栽實驗發現，Cd脅迫劑量效應體現為“低促高抑”，植物各部位Cd含量隨土壤Cd處理水平的升高而增加，富集能力隨土壤Cd脅迫水平的升高而先增後減；土壤Cd的可交換態和碳酸鹽結合態對小麥各部位吸收Cd有最大貢獻量。 (4) 黃土區污泥堆肥過程重金屬形態變化規律 外源重金屬脅迫污泥堆肥試驗中，Pb，Cu，Zn回響速率快，Cd，Ni較慢，堆肥過程利於重金屬向穩定態轉化。
