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本文主要是针对广州城市污泥的污染特性,利用植物修复的方法研究将超富集重金属Zn/Cd的东南景天(Sedum alfredii Hanee)和富钾作物芋(Colocasia esculenta)进行套种,直接种植在污泥上,实现污泥中营养和重金属元素的植物分离和再利用。本试验一方面利用小区试验对多种芋的富钾特性在套种条件下进一步筛选、验证;另一方面利用盆栽试验对污泥-植物-淋出液系统营养和重金属元素的质量平衡和迁移转化进行初步的探讨,研究植物处理污泥过程中对土壤、地下水的影响,以期为特种植物组合处理污泥的技术提供科学依据和理论指导。主要研究成果如下:
(1)污泥含有丰富的氮磷钾养分,在土壤上利用植物处理污泥可以显著提高下垫赤红壤肥力,但重金属的提高也值得注意;而淋出液中重金属含量很低,Zn、Cu、Cd均没有超过地下水Ⅱ类标准,对地下水的影响较小。
(2)通过污泥-水-植物系统总氮平衡的研究,发现各种氮组分所占比例的大小排列是:污泥中残存>淋出液>其他损失>植物吸收;大部分的氮仍在污泥中残存,淋出氮含量占到总氮的近30%。淋出磷占总量的7%,钾占总量的25%,说明淋出液中含有大量的氮磷钾等营养成分;而重金属Zn、Cd所占比例的大小排列是:污泥中残存>其它损失>植物吸收>淋出液;大部分的Zn、Cd仍在污泥中残存,淋出液中Zn、Cd含量少。
(3)通过小区试验得出四种植物中,香芋(Fragrant Taro)茎K含量最高,接近生物干重的7%,NPK含量超过10%,是一种很好的有机钾肥材料。
(4)超富集Zn/Cd的东南景天和香芋适合在重金属污染的城市污泥上生长,将两者套种植物提取Zn、Cd的效率明显提高;而且在处理重金属污染和稳定污泥的同时,可收获符合一定卫生标准的农产品和有机肥。