给水污泥作为栽培基质对土壤环境的影响

李芳 何怀光

摘 要：利用给水污泥与两种不同性质土壤按不同配比混合作为基质种植盆栽植物，研究给水污泥作为栽培基质对土壤环境的影响。结果表明，施加一定量的给水污泥能够促进植物的生长，增加植物对基质中的有机质、氮、磷等的吸收，对土壤环境的改善效果明显。

关键词：给水污泥；有机质；土壤养分；重金属

我国自来水厂众多，其排放的给水污泥量大，这些污泥如果处置不当就会对环境造成污染。因此，给水厂污泥的处置已成为环境污染防治领域的突出问题和面临的紧迫任务[1]。目前，给水污泥的处置方式主要是填埋[2～4]，这样不仅占用大量田地，且污泥得不到资源化利用，更为重要的是可能造成对江河水资源及地下水的污染。近年来，有学者提出了给水污泥用于烧制成砖[5～8]的研究，在试验上取得了较好的成果，但还未进入产业化推广阶段，能够处理的污泥量非常有限。园林绿化、花卉生产等行业对种植土需求量巨大，大量种植土一般取自山地和农田，对农田生态系统破坏严重。给水厂污泥具有土壤的一般特性[9]，其用于花卉栽培基质不仅可改善土壤的理化性质，让植物汲取生长所需养分，提高花卉的观赏性[10]，还可避免有害物质通过食物链进入人体，又解决了花卉栽培基质来源不足的问题[1]。因此，研究给水污泥用于花卉栽培，不但能解决给水污泥处置难的问题，还能为花卉种植提供大量的种植土。本研究通过植物栽培试验，探讨给水污泥作为栽培基质对土壤环境的影响，为给水污泥土地利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

给水污泥取自長沙市某自来水厂，基本性质见表1。试验采用两种不同的土壤：草地土（取自长沙市某高校草地）、菜地土（取自长沙市郊菜地），基本性质分别见表1。

表1 给水污泥和试验土壤的基本性质

注： TN-总氮，AN-速效氮，TP-总磷，AP-速效磷。

1.2 试验设计

本研究采用盆栽试验，选用口径为14.5cm，高度为10cm的塑料花盆，每盆盛土约1.8kg。试验共设置两组：（1）A组：给水污泥+草地土+粉煤灰；（2）B组：给水污泥+菜地土+粉煤灰，具体混配方案见表2。试验共设置10个处理，每个处理做3个平行样。

1.3 分析方法

基质样品中的有机质采用重铬酸钾容量法[11]；氮采用半微量凯氏法[11]；磷采用酸溶光度法[11]。

2 结果与讨论

2.1 对生物量的影响

植物于3月播种，约一个月后，选取长势一致的植株移栽于花盆中，每盆移栽1株，早晚浇灌、定期松土通气。11月份收获植株，测定其鲜重（将收获的植株用清水洗净、晾干后所得的质量），各处理中植物鲜重见图1。

从图1可以看出，添加了给水污泥的基质中的植物明显比对照组植物的生长情况好，由此可知，给水污泥的添加能促进植物的生长，且给水污泥添加量为50%～75%时，植物生长最好。

2.2 对基质有机质含量的影响

种植植物前后基质的有机质含量见图2。

由图2可知，各处理种植植物后有机质含量比种植前有所减少，减少程度各有差异，减幅最大的是纯污泥的处理（A1、B1），减幅最小是不含污泥的对照处理。有机质含量的减少是由于部分被植物吸收利用，在一定范围内，植物吸收利用的有机质越多，越有利于植物的生长发育。对照组处理基质有机质含量较少，可被植物吸收利用的也较少，因此种植后有机质的减幅较小，而含给水污泥的处理基质有机质含量较多，可被植物吸收利用的也较多，因此种植后有机质的减幅较大。

2.3 对基质养分的影响

2.3.1 对TN、AN的影响

种植植物前后基质中的TN、AN、TP、AN含量见图3、图4。

由图3、图4可知，种植前后各处理中的TN、AN随着给水污泥施加比例的增加，均有一定程度的增加。与种植前相比，种植后各处理AN减少的量均比对照组减少的量大，这与基质中生长的植株氮浓度高有直接关系。因此，给水污泥的施加不仅可以明显增加土壤TN、AN的量，而且有利于植物对AN的吸收。

2.3.2 对TP、AP的影响

种植植物前后基质中的TP、AP含量见图5、图6。

由图5、图6可知，种植植物前后A组处理中TP、AP均随着给水污泥施加比例的增加有一定程度的增加。但B组的TP、AP变化规律与之相反，这与B组土壤来自菜地，本身磷含量高有关。种植植株后，两组处理中的AP均有增加，说明土壤微生物活化的难溶性无机磷转化成AP的量大于植物吸收的量。A组、B组处理中分别以A1（100%给水污泥）、 B3（50%给水污泥）处理的AP增量最大，这与A、B组混合土壤的基本性质不同有关。

2.4 对基质重金属含量的影响

种植植物前后基质中重金属含量见表3。

从表3可知，种植前重金属Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、Hg含量均随给水污泥添加比例的增加而增加。种植后，由于植物对重金属的吸收，基质中的重金属含量绝大部分都下降了，但变化幅度不大，不会对植物的生长造成危害。

3 结束语

盆栽试验的研究表明：给水污泥的添加能促进植物的生长，添加量为50%～75%时对植物生长的促进作用最显著。同时，给水污泥具有一定的植物所需营养元素，其与供试土壤混合不仅可以提高栽培基质中的有机质、TN、AN的量，还能明显促进植物对有机质、氮、磷等的吸收，对土壤环境有明显改善作用。

参考文献

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[11]南京农学院.土壤农化分析[M].北京农业出版社，1981.

作者简介：李芳（1986，8-），女，硕士学位，工程师，就职于湖南水利水电职业技术学院，讲师，主要从事给水排水工程方面教学和科研工作。