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利用慢速热解技术将城市污水处理厂剩余污泥转化为性质稳定的生物炭材料,用于污染土壤的修复,为污泥的安全利用和处置提供一个新思路。本文选用污泥(S)和污泥生物炭(SBC)作为修复材料,通过盆栽实验,对比研究了S和SBC施入污染土壤,对土壤理化性质,重金属形态及生物有效性的影响,并考察生物炭老化对修复效果的影响。论文研究的主要结论如下:(1)在两年的栽培实验中,S和SBC的施入提高土壤pH、有机质(SOM)和阳离子交换量(CEC)的含量,降低土壤可交换性酸的含量,10%的施加量效果优于5%的施加量。SBC提升CEC的效果优于污泥,而土壤pH、SOM和可交换性酸,则是S效果略好。(2)与对照组相比,S和SBC的施入均降低了Cr、Cu、Zn的酸可提取态。SBC降低重金属有效态含量的效果要优于污泥。10%SBC的施入,Cr、Cu、Zn的有效态含量降低到2.4%、3.6%、6.3%,重金属的酸可提取态转化为了残渣态。模拟酸雨淋滤实验结果表明SBC可以抑制重金属在土壤中的迁移。(3)2年的盆栽实验表明,SBC的施入,萝卜对Cr、Cu、Zn的富集量持续降低。10%的施入量优于5%。与对照组相比,10%SBC的添加,萝卜地上部分Cr、Cu、Zn富集量分别降低了95%、43.1%、44.1%,地下部分Cr、Cu、Zn富集量分别降低了96.9%、87.1%、70.3%。污泥施入也降低了Cr、Cu、Zn在萝卜地下部分的含量,但实验初期,重金属在萝卜地上部分的含量增加,污泥施入土壤存在重金属释放的风险,10%S萝卜地上部分Cr、Cu、Zn富集量分别降低了95%、43.1%、44.1%,地下部分Cr、Cu、Zn富集量分别降低了96.9%、87.1%、70.3%。(4)新鲜生物炭和老化生物炭的表征结果显示,污泥生物炭在土壤环境中,其表面-OH、-COOH等含氧官能团增加,孔隙度减少,比表面积先降低后升高,电镜扫描线上孔隙内有填充物,Cr、Cu、Zn在生物炭表面富集。生物炭老化引起理化性质变化,土壤酸性的修复效果降低,土壤pH降低了9.4%,可交换性酸上升了1.3%。生物炭老化对于重金属形态和生物有效性的修复并无影响,Cr、Cu、Zn酸可提取态持续降低下降,相比与第一年的修复效果,第二年土壤实验结束时,10%SBC施入的土壤中Cr、Cu、Zn酸可提取态降低了1%、9.6%、5.8%,Cr、Cu、Zn在萝卜地上部分的富集量降低了86.9%,53.6%,37.9%,Cr、Cu、Zn在萝卜地下部分的富集量降低了82.6%,27.8%,29.4%。