PDF《中国科学院研究生院 硕士学位论文》

分类号 密级 UDC 编号 中国科学院研究生院 硕士学位论文 有机调理剂对污泥堆肥腐殖酸生成 及其络合固定重金属的影响 熊雄指导教师 李艳霞 副教授 博士 北京师范大学 申请学位级别 硕士 学科专业名称 环境科学 论文提交日期

2009 年3月论文答辩日期

2009 年5月培养单位 中国科学院地理科学与资源研究所 学位授予单位 中国科学院研究生院 答辩委员会主席 Classification No.

Confidential UDC No. Graduate University of Chinese Academy of Sciences Master Thesis The Effect of Organic Bulking Agents Co-composted with Sewage Sludge on the Formation of Humic Substances and Its Fixation of Heavy Metals Xiong Xiong Advisor Yan-Xia Li, Ph.D., Associate Professor Beijing Normal University Application Degree Master Major Environmental Science Submitted Date March,

2009 Defence Date May,

2009 Education Unit Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS Degree Awarding Unit Graduate University of Chinese Academy of Sciences Chairman of committee 独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果.尽我所 知, 除了文中特别加以标注和致谢的地方外, 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果, 也不包含为获得中国科学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料.与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意. 研究生签名: 时间: 年月日关于论文使用授权的声明 本人完全了解中国科学院有关保留、使用学位论文的规定,即:中国科学院有权保留送交论 文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编 学位论文. 同意中国科学院可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容. (保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名: 时间: 年月日导师签名: 时间:

2009 年月日I摘要重金属污染物是限制城市污泥土地利用的重要因素,其危害的控制技术成为研究的热点.堆 肥过程是一个有机质降解和进一步腐殖化的过程,而腐殖酸含有大量酸性含氧官能团,对重金属 有很强的络合吸附能力.有研究表明,木质素在堆肥过程中腐殖质的形成和分子结构的变化中具 有重要的作用.因此,通过添加富含木质素的有机调理剂与污泥进行 共堆肥 ,促进腐殖质的 生成,进而利用稳定的腐殖质来络合、固定重金属,降低重金属元素的生物有效性,可以作为一 个降低污泥重金属污染风险的新方法. 本研究通过选择含木质素的木屑和秸秆作为堆肥调理剂和城市污泥进行 共堆肥 ,在以无 机调理剂做对比的情况下,采用化学分析和光谱分析相结合的方法,观察这些有机调理剂对促进 堆肥腐殖质的生成和变化的效果, 初步探讨堆肥腐殖质对重金属 Cu 和Cd 的络合固定的效果及其 机理,为利用堆肥腐殖质来降低重金属的生物有效性提供理论依据.取得以下主要结论. 有机调理剂对污泥堆肥 HA(胡敏酸)的形成有明显的促进作用,特别是木屑.堆肥后相对稳 定的 HA 结合态重金属的含量明显增加,且其占金属总量的比例明显增加,表明堆肥过程能降低 重金属的迁移性和生物有效性.有机调理剂特别是木屑在这一过程中的效果要优于无机调理剂. 红外光谱显示,污泥腐殖酸分子中含有羟基、羧基、烷基、脂类、酰胺、多糖和芳环等结构 和组分.HA 和FA(富里酸)具有相同的官能团和分子结构,但是不同基团数量上 HA 要高于 FA. 同时,HA 比FA 具有更高的芳构化程度.堆肥过程能降低腐殖酸中烷基、脂类、酰胺、多糖等 不稳定结构和组分的含量,同时提高了分子的芳构化程度,使其分子结构和组成变得更加统一和 稳定.有机调理剂对污泥堆肥腐殖酸的分子结构影响比较复杂.一方面,木屑和秸末中的木质素 在堆肥过程中整合进入腐殖酸分子中, 在一定程度上降低了腐殖酸分子的芳构化程度;