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          堆肥污泥中重金屬賦存形態變化

          2020-07-08 08:25:00來源:本站瀏覽:443次
            污泥中重金屬的生物有效性和遷移性與污泥中重金屬形態有關。交換態重金屬和碳酸鹽結合態比較容易遷移和轉化,容易受到pH等因素的影響釋放到環境中,鐵錳結合態重金屬遷移性較前兩種形態弱,有機結合態重金屬比較穩定,其遷移能力隨有機質狀態變化,而殘渣態重金屬性質最穩定不容易釋放,其遷移能力最低。
            隨稻殼炭添加比例增加,添加稻殼炭T1-T3處理組中Zn、Cu、Pb、Cd殘渣態及鐵錳氧化態重金屬比例不斷增加,稻殼炭添加比例為8%時殘渣態及鐵錳氧化態重金屬比例達到最大,這時Zn、Cu、Pb和Cd的殘渣態比例較污泥堆肥T0分別增加了6.81%、10.25%、10.61%和4.18%,鐵錳氧化態比例較污泥堆肥T0分別增加了3.47%、10.08%、2.54%和6.51%;而T1-T3處理組中Zn、Cu、Pb和Cd的交換態和碳酸鹽結合態比例隨稻殼炭添加比例增加不斷下降,在添加8%稻殼炭時,Zn、Cu、Pb和Cd的交換態較污泥堆肥T0分別下降了4.64%、7.13%、5.6%和2.11%,碳酸鹽結合態較污泥堆肥T0分別下降了3.64%、5.63%、6.74%和8.72%;相對而言,T1-T3處理組中有機結合態除了Zn、Cd略有減少外,相對比較穩定變化不大。因此,稻殼炭添加有利于堆肥污泥中重金屬鈍化。
            蚯蚓與稻殼炭聯合堆肥T4-T6中殘渣態比例上升明顯,高于處理組T0和T1-T3.殘渣態比例隨著稻殼炭的增加先上升后下降。在添加比例為4%的稻殼炭時,Zn、Cu、Pb、Cd殘渣態比例最大較單獨堆肥T0分別增加了22.67%、31.71%、19.67%、19.11%.處理組T4-T6中交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳結合態和有機結合態重金屬比例較污泥堆肥T0都出現減少趨勢。由此,蚯蚓添加入稻殼炭聯合污泥堆肥后,可以促使污泥中重金屬的交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳結合態和有機結合態均向殘渣態轉化,降低重金屬移動性,在4%的稻殼炭添加量時,蚯蚓與稻殼炭聯合轉化能力最高。
            上述結果表明,添加稻殼炭導致T1-T3處理組中重金屬交換態和碳酸鹽結合態隨著稻殼炭比例增加下降,得出隨著竹炭比例的提高,酸溶態(交換態和碳酸鹽結合態)Cu和Zn向可還原態、可氧化態和殘渣態轉化效果更好的研究結果一致。稻殼炭產生的作用一方面是稻殼炭對pH值影響,pH增加會導致污泥有機/無機膠體和粘粒帶負電荷、增加對重金屬離子吸附能力,也會使重金屬形成氫氧化物沉淀。另一方面是稻殼炭上分布著大量的負電荷和官能團能和重金屬離子形成金屬絡合物。Zn、Cd有機結合態略有減少。在污泥和粉煤灰堆肥中同樣發現類似現象,可能是因為堿性物質影響了有機物質腐殖化過程。另外重金屬形態和TOC有關,許多學者就兩者關系研究,在煤矸石改良銅尾礦試驗中,發現隨著有機質上升,尾砂中重金屬的鐵錳結合態、有機結合態和殘渣態比例增加;發現有機質含量下降時,可交換態與鐵錳氧化物結合Cd含量上升,有機結合態Cd含量下降,殘渣態Cd含量無明顯變化;發現當有機質含量下降時,有機質結合態重金屬的比例下降,氧化物結合態和殘渣態重金屬的比例上升。這些研究中金屬形態轉變都不相同,但最終都使得重金屬向穩定狀態轉化。
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