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城市污泥营养物质含量高,是具有农用价值的二次资源,但城市污泥的高含水率以及重金属偏高是限制其农用的重要因素,直接施用污泥进入农田土壤,污泥最终消化在土壤中,导致土壤重金属含量上升,因此,本课题组提出了回收高重金属污泥残渣的城市污泥间接农用方式。本论文对比了施用化肥、直接施污泥以及网袋施污泥对粉蕉生长和重金属含量情况,以及对土壤基本理化性质的影响,并统计了污泥不同农用时间后,污泥理化性质的变化情况以及养分和重金属回收情况,为城市污泥安全利用评价提供依据。同时,为了研究石灰石粉控制污泥农用后期重金属淋出的效果,对不同放置方式施石灰石粉的污泥的重金属淋出情况进行了测定。另外,试验了在皇竹草旁边沟施城市污泥的间接农用方式,对比研究了不施污泥对照,沟施污泥以及沟施污泥+覆膜三种处理对皇竹草生长、养分含量以及重金属含量的影响,并观察农用过程中污泥的理化性质变化以及污泥减量化程度。研究结果表明:(1)施用化肥、网袋施污泥和直接施污泥均能为粉蕉提供较足够的养分,三个处理粉蕉的茎和叶的养分含量没有明显差异。各处理的粉蕉果实Pb、Cd含量均低于食品中污染物限量标准(GB 2762-2012);三个处理的粉蕉假茎和叶子的重金属含量没有明显差异,且Pb、Cd含量均符合国家有机肥料标准(NY 525-2011),可以作为有机肥的制作原料。(2)直接施用污泥改善了土壤的物理性质,土壤孔隙度比施用化肥、网袋施污泥高。连续两年直接施用污泥在蕉园土壤上可显著提高土壤有机质、N、P以及阳离子交换量,分别是化肥处理的2.56、3.08、2.45以及1.55倍;但三个处理的K含量与种植前土壤K含量相比有所降低。经过两年施肥后,不同处理蕉园土壤四种重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量均比种植前高;直接施污泥处理的土壤中Cu、Zn、Pb、Cd分别是网袋处理的2.77、1.74、1.12以及3.87倍,其中Zn、Cd含量超过了我国土壤环境质量标准中的二级标准。直接施用污泥明显提高了蕉园土壤中DTPA提取态的Cu、Zn和Cd含量;网袋处理土壤中DTPA提取态的Zn含量也高于化肥处理,但是Cu、Cd、Pb含量无明显差异。(3)农用时间越长,网袋处理的城市污泥有机质和全氮含量越低,8个月后N的回收率为78%,24个月回收率约为35%。磷、钾含量随农用时间的延长,含量越高,8个月后P回收率为96%,24个月后为83%;同期K回收率分别为89%和77%。不同重金属元素,回收率存在差异,农用8个月的Cu回收率为99%,24个月约83%;农用8个月的Zn回收率为93%,24个月约51%;8个月后Pb回收率为99%,24个月后为73%;同期Cd回收率分别为73%和53%。(4)两年间,每个试验小区污泥总施入量为755kg,农用后回收量为337kg,农用时间越长,污泥减量化程度越大。(5)撒施石灰石粉的三个处理的污泥淋出液p H均显著升高,在5.3~6.9范围内波动,但石灰石粉的不同放置方式对污泥淋出液p H影响差异不明显,而不处理的污泥淋出液比三个石灰石粉处理的淋出液要低1-2个p H单位;一年间,不处理的污泥Cu、Pb的淋出液累积总量约为23mg、186μg,石灰石粉不同放置位置对Cu、Pb淋出总量的影响不大;不处理污泥中Zn的淋出总量约为364mg,是三个撒施石灰石粉的2.97~6.03倍;Cd的淋出总量为735μg,是石灰石粉处理的5.45~6.65倍。因此撒施石灰石粉控制污泥中Cd、Zn的淋出效果显著。(6)2014年下半年沟施污泥处理与沟施污泥+覆膜处理的干草产量分别可达56.72 t·hm-2、86.66 t·hm-2,是对照的3.84~5.87倍;2015年上半年沟施污泥处理与沟施污泥+覆膜处理的干草产量分别达95.16 t·hm-2、94.62 t·hm-2,是无污泥对照的3.45~3.48倍;2015年下半年两个污泥处理的皇竹草干草产量分别为95.52 t·hm-2、106.31 t·hm-2,是无污泥对照处理的3.26~3.62倍。(7)无污泥对照处理、污泥处理以及污泥+覆膜处理的皇竹草Pb、Cd含量低于国家饲料卫生标准(GB 13078-2001)限值,且养分含量较高,污泥处理的皇竹草可作为有机肥原料或动物饲料利用。(8)沟施污泥种植皇竹草半年后,污泥中的养分含量变化不大;,三个处理的N回收率均超过80%,P回收率约97%~98%,K回收率均高于90%。三个处理的污泥沟Cu回收率均约95%左右;Pb回收率均超过了95%;植物+覆膜处理的Zn回收率最高为93%,无植物对照处理的回收率为88%;无植物处理组的污泥Cd回收率为90%,两个植物处理的污泥Cd回收率均为97%。覆膜处理在一定程度上控制了污泥中重金属的淋出。(9)污泥干化和减量化明显,2014年下半年各处理的污泥含水率均低于50%,植物处理与植物+覆膜处理的污泥减量化分别达到了62.45%、69.98%,2015年上半年植物处理与植物+覆膜处理的污泥减量化分别达到了39.88%、41.94%,2015年下半年植物处理与植物+覆膜处理的污泥减量化分别达到了41.49%、41.66%。