污泥堆肥中生化特性、重金屬轉(zhuǎn)化及微生物多樣性的研究.pdf

1、本實驗以污泥和稻草為原料，采用強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)好氧系統(tǒng)與人工翻堆相結(jié)合的模式進(jìn)行堆肥研究結(jié)果如下:
　　 1.測定了堆肥生物特性（微生物數(shù)量和生物酶活性）和堆肥的理化性質(zhì)，對堆肥生物特性和理化因子進(jìn)行相關(guān)分析和主成分分析。結(jié)果表明:堆體內(nèi)不同層次的溫度有著不同的變化趨勢，堆肥初始階段，堆體中層溫度高于上層溫度，隨后上層溫度逐漸高于中層溫度。經(jīng)過40 d的堆肥化處理，堆肥產(chǎn)品達(dá)到腐熟標(biāo)準(zhǔn)。堆肥生物特性與理化因子呈現(xiàn)較好的相關(guān)性，說明用

2、堆肥生物特性可以表征堆肥肥力狀況，主成分分析顯示細(xì)菌、真菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌四種可培養(yǎng)微生物的數(shù)量和脲酶、酸性、堿性和中性磷酸酶四類酶的活性在評價堆肥肥力中起主要作用。因此，包括微生物數(shù)量和生物酶活性的生物特性可以作為堆肥肥力指標(biāo)。
　　 2.采用連續(xù)提取的方法測定污泥堆肥中重金屬(Zn，Cu，Pb和Cd)可交換態(tài)C(1)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)C(2)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)C(3)、有機(jī)結(jié)合態(tài)C(4)和殘留態(tài)C(5)五種形態(tài)的含量，并且

3、利用統(tǒng)計學(xué)的方法研究他們和理化性質(zhì)的關(guān)系。結(jié)果表明:重金屬Zn、Cu、Pb和Cd的五種形態(tài)均不同程度的由不穩(wěn)定態(tài)(C(1)，C(2)，C(3))向穩(wěn)定形態(tài)(C(4)，C(5))遷移。Zn和Pb在堆肥的高溫期遷移迅速，而Cu的轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在中溫期和腐熟期，金屬Cd整個堆肥過程中轉(zhuǎn)化非常復(fù)雜，但是也符合轉(zhuǎn)化的方向。Pb的生物利用度下降了0.33，其次是Zn下降了0.22，Cu和Cd分別下降了0.12，堆肥處理鈍化了銅鋅鉛鎘四種金屬，有效的降

4、低了生物有效性。重金屬各形態(tài)和理化因子之間存在顯著相關(guān)性:Zn的各形態(tài)與硝態(tài)氮、全氮、全磷和富里酸含量存在顯著相關(guān)性;Cu各形態(tài)與氨態(tài)氮、硝態(tài)氮、全磷和有機(jī)質(zhì)存在相關(guān)性;Pb各形態(tài)與硝態(tài)氮、速效磷、全磷和Pb-(T)有較好的相關(guān)性;Cd只有鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)與硝態(tài)氮、全磷、有機(jī)質(zhì)、胡敏酸和Cd-(T)有良好的相關(guān)性。重金屬不穩(wěn)定形態(tài)的總含量C(a)的預(yù)測結(jié)果:硝態(tài)氮、全氮、全磷和富里酸含量預(yù)測Zn-C(a);用硝態(tài)氮的含量反映

5、Cu-C(a); Pb-C(a)的含量用速效磷和Pb-C(T)預(yù)測。
　　 3.應(yīng)用PCR-DGGE技術(shù)分析污泥堆肥過程中細(xì)菌和真菌群落的變化。結(jié)果表明，隨著堆肥進(jìn)程，DNA條帶表現(xiàn)出了明顯的動態(tài)變化，腐熟期和高溫期出現(xiàn)了新的優(yōu)勢條帶。聚類分析結(jié)果表明:細(xì)菌群落多樣性指數(shù)各時期均高于真菌群落多樣性指數(shù)，細(xì)菌樣品之間的相似性在0.5～0.8之間，真菌樣品之間的相似性在0.3～0.9之間。溫度對微生物的群落演替起到了重要的限制作用，

6、溫度對真菌群落演替的篩選作用大于細(xì)菌。對優(yōu)勢條帶回收測序的結(jié)果表明堆肥中的細(xì)菌可分為4類:放線菌門(Actinobacteria)，擬桿菌門(Bacteroidetes)，厚壁菌門(Firmicutes)和變形菌門(Proteobacteria)。堆肥中真菌類主要包括子囊菌門(Ascomycota):散囊菌綱(Eurotiomycetes)、盤菌綱(Pezizomycetes)和糞殼菌綱(Sordariomycetes);擔(dān)子菌門(Ba