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《杭州师范大学》 2012年
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蚯蚓处理对城市污泥中重金属富集及其生物可利用性的影响

胡安  
【摘要】:城市污泥中含量过高的重金属一直是限制其土地施用的症结所在。蚯蚓特有的生态功能及其体内黄色细胞吸收富集重金属的特性使得蚯蚓生态处理城市污泥具有可行性。本文首先设计了四因子四水平正交试验确立2种蚯蚓处理城市污泥的最优条件因子组合,结果表明,安德爱胜蚓处理城市污泥的最优条件因子组合为:木屑添加比例20%、基质湿度75%、培养温度21℃、接种密度24mg/g;赤子爱胜蚓处理城市污泥的最优条件因子组合为:木屑添加比例30%、基质湿度75%、培养温度14℃、接种密度32mg/g。 其后采用外源性重金属模拟添加法,研究安德爱胜蚓和赤子爱胜蚓对不同污染负荷城市污泥中重金属的吸收富集作用。结果揭示,随着Cu/Zn添加量的逐步提高,两种蚯蚓存活率、蚓体质量增长率及基质日消耗量均呈逐渐下降趋势;安德爱胜蚓和赤子爱胜蚓体内Cu/Zn含量均在外源性Cu/Zn添加量为300/400mg/kg时达到峰值,随后蚓体Cu/Zn含量呈下降趋势,表明蚯蚓对其体内Cu/Zn元素存在一定的耐性调节机制;此外,安德爱胜蚓对Cu的富集能力要强于赤子爱胜蚓,而赤子爱胜蚓对Zn的富集能力要优于安德爱胜蚓。 城市污泥中重金属的生物可利用性很大程度上取决于重金属的化学形态,更确切的说是取决于其不稳定的化学形态。第三部分实验旨在研究不同蚯蚓处理时间(0、30、45、60、90d)下蚓体对城市污泥中Cu/Zn生物可利用性的影响。结果显示,在蚯蚓处理时间为45d时,两种蚯蚓均降低了基质中水提取态和0.01M CaCl2提取态Cu/Zn浓度;而当处理时间延长至90d时,基质中水提取态和0.01M CaCl2提取态Cu/Zn浓度均出现上升趋势。安德爱胜蚓和赤子爱胜蚓处理城市污泥30d后,污泥中离子交换态Cu/Zn无显著性变化;处理时间为45d时,污泥中离子交换态Cu浓度出现下降;而当处理时间延长至60d和90d时,污泥中离子交换态Cu/Zn浓度出现显著性提升。 第四部分实验旨在通过生物测评方法(时令蔬菜生菜的盆栽试验)研究安德爱胜蚓和赤子爱胜蚓处理后污泥中Cu/Zn的生物可利用性变化并探讨城市污泥经蚯蚓处理后其土地施用潜力,从而确立城市污泥蚯蚓处理的最佳时间。结果发现,施用经蚯蚓处理的城市污泥可显著提高生菜茎叶和根系的生物量,且生菜茎叶生物量增长幅度大于根系;总体上,生菜茎叶和根系中的Cu/Zn浓度随蚯蚓处理污泥时间的延长而逐步增长;基于污泥重金属减量及其土地施用安全性考虑,45d是安德爱胜蚓和赤子爱胜蚓处理城市污泥的最佳时间。
【学位授予单位】:杭州师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X703

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