非正规垃圾填埋场筛分腐殖土的利用研究

2014-03-18张宗正

环境卫生工程 2014年6期

张宗正

（北京市环境卫生设计科学研究所，北京 100028）

筛分技术处理陈腐混合垃圾产生一定量的腐殖土，这些腐殖土含有一定的营养元素，但同时含有微量的重金属。这些腐殖土可用于园林种植用土，既能达到消除垃圾对环境的污染，又能做到陈腐垃圾的资源化利用。笔者将垃圾腐殖土与苗圃绿化土壤按照垃圾腐殖土添加质量比对多年生黑麦草和速生杨进行栽植对比试验，通过观测和检测植物生长过程中各项指标，得出一个垃圾腐殖土安全、适宜的应用方法。

1 试验条件及测定指标

1.1 试验原料

腐殖土：经筛分处理后直径小于20 mm的垃圾土。

绿化土：北京市昌平区北七家镇前蔺沟村绿化土。

1.2 试验植物品种

根据常规绿化要求选择草本与木本2种。

草本植物选择多年生黑麦草，在公园、庭园及小型绿地上，常把多年生黑麦草用作“先锋草种”，以便迅速形成急需的草坪，或早日改变环境面貌。多年生黑麦草除了作草坪栽培外，还可用作保土植物及人工牧草的种植材料，它不仅可以单播，还可与白三叶等其他护坡植物混合播种，一般都能获得较好效果。

木本植物选择速生杨107，属黑杨派无性系，是从美洲黑杨和欧洲黑杨中选育出的优良品种，速生杨具有品质优良，生长快，适应性强，抗寒及抗病虫害能力强，木质轻，易加工，管理粗放等特点，是速生丰产林建设的最佳种植树种。

1.3 试验场地描述

野外试验地位于北京市昌平区前蔺沟村北林大苗圃，地形较平坦，地带性土壤类型为潮土，属暖温带，半湿润大陆性季风气候，四季分明。年平均日照2 684 h、气温11.8℃、降水量550.3 mm。

1.4 试验布设

试验按照植物品种的不同分2块栽植区，如图1所示。

黑麦草栽植区：试验地中将矿化垃圾腐殖土与苗圃绿化土壤按照垃圾腐殖土添加质量比0:1、1:3、1:1、3:1、1:0进行配比。

杨树栽植区：按照5种配比，分5处栽植区，每处栽植1株。

1.5 试验测定指标

1）植物生长及生理指标：长势、生物量；株高、长势。

2）种植土及植物体重金属含量：种植土及植物体中5种重金属镉、汞、砷、铬、铅及P的含量。

2 结果分析

2.1 垃圾腐殖土对植物生长的影响

2.1.1 垃圾腐殖土添加含量对黑麦草生长的影响

1）垃圾腐殖土对黑麦草生长的影响：不同垃圾腐殖土添加比例下黑麦草生长质量从高到低的排列顺序为：1:3＞1:1＞3:1＞1:0＞0:1。

2）垃圾腐殖土对黑麦草生物量的影响：不同垃圾腐殖土添加比例下地上生物量从大到小的排列顺序为：1:3＞0:1＞1:1＞3:1＞1:0。

2.1.2 垃圾腐殖土对杨树生长的影响

1）垃圾腐殖土对杨树株高的影响．不同垃圾腐殖土施用比例下杨树株高增长量从大到小的排列顺序为：1:3＞0:1＞1:0＞3:1＞1:1。

2）垃圾腐殖土对杨树长势效果影响。不同垃圾腐殖土添加比下杨树长势效果由好到差得排列顺序为：1:3＞0:1＞1:0＞3:1＞1:1。

2.1.3 小结

黑麦草与速生杨在垃圾腐殖土的添加比为1：3时，植物生长性指标均表现最佳。

2.2 种植土及植物体无机养分含量和重金属含量检测

2.2.1 无机养分含量和重金属含量结果分析

两种栽培基质的无机养分含量和重金属含量分别见表1、2，检测项目的全国土壤养分含量分级标准和国家标准土壤环境质量标准分别见表3、4。

结合全国土壤养分含量分级标准和栽培基质的无机养分含量检测结果，垃圾腐殖土中有机质、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷的含量均达到了中等以上水平。表明垃圾腐殖土可改善土壤无机养分含量，很好地促进植物的生长。

栽培基质的重金属含量检测结果表明，垃圾腐殖土中重金属镉、汞、砷、铬、铅均符合国家标准土壤环境质量标准二级标准。

2.2.2 植物对垃圾腐殖土中重金属的累积与迁移分析

2.2.2.1 土壤—黑麦草系统重金属迁移与累积

土壤黑麦草系统重金属含量分析结果见表5、6。

表6显示：Cd、Hg、As、Cr、Pb5种重金属在黑麦草叶部的富集系数均小于1，且除了Cd元素以外，其他重金属的富集系数都随着腐殖土添加量的增大而减小。Hg、As、Cr、Pb4种重金属在黑麦草根部的富集系数均小于1。Cd元素在黑麦草根部的富集系数除了配比为0:1外都大于1，说明了黑麦草根部容易吸收Cd元素。

检测结果表明：5种重金属镉、汞、砷、铬、铅主要分布在植物的根部，叶部的含量较少，其中汞、砷在叶部的含量为0，表明黑麦草对这5种重金属的吸收主要集中在根部。随着垃圾腐殖土用量的增大，镉、砷、铬、铅在叶部与根部的含量并没有随之增大，说明垃圾腐殖土用量的增加并不会导致这4种重金属在黑麦草体内大量累积。

2.2.2.2 土壤-杨树系统重金属迁移累积

镉、汞、砷、铬、铅5种重金属在杨树体内吸收分布部位不同，镉主要分布在杨树的根与叶部；铬主要分布在根与茎部；铅主要分布在叶部；汞、砷在杨树根、茎、叶部的含量极低未检测出。检测结果见表7。

表7表明：铬在茎部的含量随着垃圾腐殖土添加量的增加而增大；镉、铅在叶部含量随着垃圾腐殖土添加量的增加而增大。这说明垃圾腐殖土的添加会导致镉、铬、铅在植物体内不同部位不同程度的累积，当镉超过一定浓度后，就会影响植物的生理生化过程和生长发育，如对叶绿素的破坏作用，促进抗坏血酸分解，并能抑制植物各种功能酶的活性，从而影响作物的产量和品质，对植物体造成毒害作用。