1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
随着我国城市化进程的加快和污水处理率的提高,城市污泥产生量也在急剧增加,急需无害化处理和资源化处置。综合比较各种污泥处置方式,污泥农用是一种经济有效的方法[1-2]。
污泥中含有丰富的营养物质,无害化处理后能够改善土壤物理性质、提高土壤肥力,可以作为肥料或土壤的改良剂[3]。但除了营养物质,污泥中还含有一些难降解的有机物、重金属及抗生素等有毒有害物质。污泥在农用的过程中,部分残留有毒有害物质可能会进入环境并在食物链中发生迁移累积,同时还可能作为前驱物合成毒性更大的中间产物或产物,给生态安全和人类健康带来潜在的风险。
抗生素通随着污泥的施用进入土壤环境中并在其中持留,研究表明,土壤中残留抗生素可同食物链传输,导致通过食物链累积的风险。赵娜[4]分析了珠三角地区养猪场菜地、普通蔬菜基地、无公害蔬菜基地、绿色蔬菜基地等4种不同类型的菜地土壤中四环素类、磺胺类抗生素,检测发现所有土壤样品中均检出一种以上抗生素。k.kuma等[5]研究了玉米、洋葱与卷心菜从施用粪肥的土壤中吸收金霉素与泰乐霉素的情况,三种作物均可从土壤中吸收金霉素而不吸收泰乐霉素,金霉素在作物组织内的浓度范围为2-17μg/kg鲜重,且累积浓度与施肥量成明显的正相关。张学政[6]等综合近年来的研究成果发现,大麦、玉米、马铃薯、葛芭、菜豆、豌豆、萝卜、胡萝卜、黄瓜等多种作物可吸收累积抗生素。王瑾等[7]在种植于长期施用猪粪土壤上的韭菜根中检测到土霉素与金霉素,其中金霉素的含量达0.139mg/kg,土霉素含量为0.036mg/kg。上述研究证实了粪肥、土壤中抗生素向作物迁移的可能,并通过食物链传递而进入人体,从而对人体健康造成潜在的危害。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标
污泥农用是抗生素进入陆生生态系统的途径之一。抗生素的假持久性可能增加其食物链传播风险。基于食品安全考量,本研究拟探讨抗生素的出现对污泥农用适宜性的影响。
2.研究内容
3. 研究的方法与方案
1.研究方法
根据标准规定最大允许施用浓度,设置污泥添加梯度,盆栽种植生菜。盆栽使用苏州黄泥田,添加的污泥取自苏州福星生活污水。
污泥的添加浓度为:(1)0;(2) 0.3%污泥;(3) 1.3%的污泥;(4) 3%的污泥,试验每个处理设置4个重复,共16盆。添加污泥土壤稳定两周后种植生菜,每盆定植生菜3株。盆栽试验布置在issas温室,每日10000flux光照16个小时,温度控制在25-30℃,土壤保持70%的最大田间持水量。分别在20天,40天追肥,每盆追加硝酸铵0.2g。定植60天后,收获生菜,采集土壤样品。
4. 研究创新点
目前人们较重视对动物性食品(肉奶蛋等)中抗生素的检测分析,而忽视对蔬菜等植物性食品中抗生素污染问题。本试验主要探究污泥农用后,抗生素在土壤和生菜的累积情况。模拟生菜的日常食用方法(未经高温烹饪),探究抗生素的累积是否超过了食用安全,评价污泥农用过程中抗生素是健康风险。
5. 研究计划与进展
2016.11-2017.1 完成施加污泥和试验土壤基本理化性质测定,并完成生菜种植与收获。
2017.1-2017.2 对土壤和生菜样品进行初步的处理。
2017.3-2017.4 测定土壤样品及生菜样品中的重金属含量及抗生素浓度。
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