蚯蚓作用下污泥重金属形态变化及其与化学生物学性质变化的关系

Remediating effluent sludge with earthworms：changes in heavy metal speciation and associated chemical and biological properties

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摘要城市污泥处理是一项世界性难题，污泥农业利用是其最简单有效的资源化利用方式之一，但污泥中较高的重金属含量限制了其实际推广应用，利用蚯蚓-超富集植物联合修复污泥重金属的方法已引起国内外研究者的关注。以新鲜城市脱水污泥为研究对象，接种赤子爱胜蚓( Eisenia fetida)进行室内培养试验，系统研究蚯蚓作用下污泥重金属形态的变化，及其与污泥氧化还原条件、化学和微生物性质变化的关系，以期为蚯蚓-超富集植物联合修复技术在污泥重金属处理中的应用提供理论依据。结果表明，试验前期蚯蚓在污泥中能正常生长和存活，前20 d总生物量增加了52%。蚯蚓可以显著促进污泥中的Cu、Zn、Cd、Ni等重金属从残渣态和铁锰态等稳定形态向交换态和水溶态等有效形态转化。还可以显著降低污泥中还原性物质的含量，减缓pH值下降速度，降低总有机碳含量，促进铵态氮向硝态氮转化，减少污泥微生物的数量并增加其种群活性。蚯蚓作用下，污泥中重金属的活化程度与还原性物质的含量呈显著负相关，而与微生物种群的活性呈显著正相关(P <0.05)。综上所述，蚯蚓可以促进污泥重金属的活化，并改善污泥的肥力条件，为修复植物在污泥中的正常生长和对重金属离子的快速吸收提供有利条件。