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堆肥污泥中有效態重金屬質量分數變化

有效態重金屬包括水溶態、酸溶態、螯合態和吸附態，也包含一些在短時間內釋放出來可被植物吸收利用的部分(鐵梅等，2013)。由圖3 可知，添加稻殼炭T1—T3 處理組中，隨稻殼炭比例增加，污泥中Zn、Cu、Pb 和Cd 有效態質量分數下降，Zn、 Cu、Pb 和Cd 有效態質量分數與稻殼炭添加量呈顯著負相關，相關系數分別為?0.958、?0.835、?0.874、 ?0.738(P<0.05)。而在蚯蚓-稻殼炭聯合堆肥T4— T6 處理組中，相比處理組T0 和T1—T3 重金屬有效態質量分數明顯下降(P<0.05)，處理組T6(8%稻殼炭)重金屬有效態質量分數高于T5(4%稻殼炭)。

因此，稻殼炭添加降低了污泥重金屬有效性，而當蚯蚓添加后，在低稻殼炭添加量內(<8%)，會出現蚯蚓與稻殼炭聯合降低重金屬有效性作用。

上述結果表明，添加稻殼炭能夠顯著降低污泥中重金屬的有效性，添加稻殼炭重金屬的有效性下降作用機理主要包括離子交換作用、靜電作用、物理吸附、絡合以及沉淀作用5 個方面。由稻殼炭單獨堆肥(T1—T3)和理化性質相關性分析可知(表3)，污泥中重金屬的有效性降低與pH 呈負相關，T1—T3 處理組中污泥的pH 隨稻殼炭比例增加呈上升趨勢，重金屬有效性隨之下降，高瑞麗等(2017)對此有相似研究結果。pH 增加導致重金屬有效性降低的原因，主要從3 個方面考慮：

(1)酸度影響水解平衡;

(2)H+與金屬離子對試劑的競爭會改變絡合平衡;

(3)pH 還會影響污泥對金屬離子的吸附-釋放平衡(生物表面吸附、金屬氫氧化物沉淀等)。蚯蚓-稻殼炭聯合堆肥(T4—T6)降低重金屬的有效性，一方面與蚯蚓對重金屬的富集有關，添加4%的稻殼炭污泥處理中重金屬下降的最多，此時重金屬的有效性降低最多。指出蚯蚓活動過土壤中重金屬有效性降低的原因是蚯蚓將重金屬元素累積于自身組織中，從而降低重金屬有效性;另一方面蚯蚓活動改變了污泥的各類理化、生化等環境因子，進而改變了重金屬活性(表4)，試驗中添加4%稻殼炭蚯蚓聯合堆肥TOC 分解最多，TOC 分解產生的腐殖質可以和污泥中的有效態金屬形成絡(螯)合物降低植物的吸收，因而有效性最低。