盧振蘭　張　法　赫蘭霞

摘要采用堿解擴散的方法，測定吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)附近采集草甸土和西郊污水處理廠采集的初沉池污泥混合制成的處理樣中堿解氮的含量，用以研究城市污泥的添加對土壤中堿解氮的影響。結(jié)果表明：將城市污水處理產(chǎn)生的污泥添加到土壤中有助于提高土壤中堿解氮的含量。

關(guān)鍵詞污水污泥；土壤；堿解氮；影響

中圖分類號X799.3文獻標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739（2009）07-0136-02

近年來，污水處理產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和污水廠的建設(shè)與運行，導(dǎo)致污泥的產(chǎn)生量大幅度增長。污泥處置成為一個突出的環(huán)境問題。污泥的土地利用目前被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ奶幹梅绞?，被許多國家采用。污泥的土地利用對迅速恢復(fù)植被、促進土壤熟化和提高作物產(chǎn)量有巨大作用。

在作物生長期間能被作物吸收的氮素稱為有效性氮。它包括無機礦物態(tài)氮以及部分易分解的氨基酸、酞胺和部分蛋白質(zhì)態(tài)氮。一般是用水解法進行測定，用堿進行水解測定的稱為堿解氮。堿解氮所含的土壤含氮物質(zhì)主要是交換性NO4+-N，酞胺態(tài)氮和氨基糖態(tài)氮等較易分解的含氮物質(zhì)，約占全氮的10%。北方土壤由于NO3--N存在，堿解擴散時要加還原劑，稱為還原堿解氮。堿解氮能夠較靈敏地反映土壤氮素動態(tài)和供氮水平，其在土壤中的含量與作物產(chǎn)量和吸氮量高度相關(guān)[1]。許多研究表明，農(nóng)田土壤表層有機質(zhì)、全氮、堿解氮均存在極顯著的相關(guān)關(guān)系[1-3]。因此，土壤堿解氮可在一定程度反映農(nóng)田土壤肥力狀況，通過對農(nóng)田土壤堿解氮的評估，不僅可以用來指導(dǎo)當(dāng)?shù)氐幕适┯?，而且還可以用于農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量的評估。

1材料與方法

1.1供試材料

供試城市污泥為長春市西郊污水處理廠初沉池污泥。供試土壤為吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)附近玉米黑土。土壤pH值為6.12，有機質(zhì)含量為1.64%，速效鉀含量為96.19mg/kg，堿解氮含量為100.63mg/kg，有效磷含量為19.09mg/kg。

1.2主要儀器

擴散皿、半微量滴定管、恒溫箱。

1.3主要試劑

（1）1.0moL/L NaOH溶液。稱取NaOH（化學(xué)純）40.0g溶于水，冷卻后稀釋至1L。

（2）20g/L H3BO3——指示劑溶液。

（3）0.005moL/L（1/2H2SO4）標(biāo)準(zhǔn)溶液。量取H2SO4（化學(xué)純）2.83mL，加蒸餾水稀釋至5 000mL，然后用標(biāo)準(zhǔn)堿或硼酸標(biāo)定，此為0.020 0moL/L（1/2H2SO4）標(biāo)準(zhǔn)溶液，再將此標(biāo)準(zhǔn)液準(zhǔn)確地稀釋4倍，即得0.005 0moL/L（1/2H2SO4）標(biāo)準(zhǔn)液。

（4）堿性膠液。取阿拉伯膠40.0g和水50mL在燒杯中熱溫至70~80℃，攪拌促溶，約1h后放冷。加入甘油20mL和飽和K2CO3水溶液20mL，攪拌、放冷、離心除去泡沫和不溶物，清液貯于具塞玻瓶中備用。

（5）FeSO4·7H2O粉末。將FeSO4·7H2O（化學(xué)純）磨細，裝入密閉瓶中，存于陰涼處。

（6）Ag2SO4飽和溶液，存于避光處。

1.4試驗設(shè)計

1.4.1材料處理。將采集的土壤樣品初步混勻后用四分法縮分至約1.0kg。縮分后的樣品要及時放在樣品盤中，攤成薄薄的一層（約2cm），置于干凈整潔的室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干，嚴(yán)禁曝曬，風(fēng)干過程中要經(jīng)常翻動樣品以加速干燥，風(fēng)干后，剔除沙石、沙礫及動植物殘體等雜質(zhì)。用木棒研壓，通過2mm尼龍篩（除去2mm以上的沙礫），混勻。接著用瑪瑙研缽將通過2mm尼龍篩的土樣研磨至沙子狀，然后通過100目（孔徑0.149mm）尼龍篩后，充分混勻，裝入樣品瓶中備用。

1.4.2樣品的制備。將采集來的經(jīng)過處理的污泥和土樣按照要求配置成試驗要測的樣品。CK為沒有添加城市污泥的供試土壤，處理A為城市污泥和供試土壤比例為0.2∶10.0的混合土壤，處理B為城市污泥和供試土壤比例為0.4∶10.0的混合土壤，處理C為城市污泥和供試土壤比例為0.6∶10.0的混合土壤。

1.4.3樣品的測定。稱取通過18號篩（1mm）風(fēng)干土樣2.00 g，置于潔凈的擴散皿外室，輕輕旋轉(zhuǎn)擴散皿，使土樣均勻地鋪平。取H3BO3—指示劑溶液2mL放于擴散皿內(nèi)室，然后在擴散皿外室邊緣涂堿性膠液，蓋上毛玻璃，旋轉(zhuǎn)數(shù)次，使皿邊與毛玻璃完全黏合。再漸漸轉(zhuǎn)開毛玻璃一邊，使擴散皿外室露出一條狹縫，迅速加入1 moL/L NaOH溶液10.0mL，立即蓋嚴(yán)，輕輕旋轉(zhuǎn)擴散皿，讓堿溶液蓋住所有土壤。再用橡皮筋圈緊，使毛玻璃固定。隨后小心平放在（40±1）℃恒溫箱中，堿解擴散（24±0.5）h后取出（可以觀察到內(nèi)室應(yīng)為藍色）內(nèi)室吸收液中的NH3用0.005moL/L或0.01moL/L（1/2H2SO4）標(biāo)準(zhǔn)液滴定。

1.4.4計算方法。堿解氮（N）含量（mg/kg）=[c（V－V0）×14.0]×103/m（1）

式中：C-0.005moL/L（1/2H2SO4）標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（moL/L）；V-樣品滴定時用去0.005moL/L（1/2H2SO4）標(biāo)準(zhǔn)液體積（mL）；V0-空白試驗滴定時用去0.005moL/L（1/2H2SO4）標(biāo)準(zhǔn)液體積（mL）；14.0-氮原子的摩爾質(zhì)量（g/moL）；m-樣品質(zhì)量（g）；103-換算系數(shù)。

2結(jié)果與分析

土壤中堿解氮的含量的測定結(jié)果列于表1。通過圖1可見混有不同比例污泥的處理即處理A、處理B、處理C所含的堿解氮的含量較沒有添加污泥的處理CK都有一定程度的增加，并且處理A、處理B、處理C也分別因污泥添加比例的逐漸增加使其中堿解氮的含量也有所增加。堿解氮的含量處理A是處理B的78%，處理B是處理C的73%。處理C＞處理B＞處理A＞CK。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，各添加污泥的處理樣較沒有添加污泥的處理樣含有更多的堿解氮，添加了污泥的土壤在作物的生長過程中能為其提供更充足的氮，使作物增收，這為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3結(jié)論與討論

本試驗將城市污泥添加到土壤中，堿解氮含量按0.2∶10.0混合的處理A約是沒有添加污泥的處理（CK）的1.3倍，

按0.4∶10.0混合的處理B約是CK的1.8倍，按0.6∶10.0混合的處理C約是CK的2.4倍。將城市污泥添加到土壤中有助于提高土壤中堿解氮的含量。

氮是植物生長所需的重要營養(yǎng)物質(zhì)，土壤中含有充足的氮將有利于農(nóng)作物的生長，作物長勢好，農(nóng)業(yè)就增收。城市污水產(chǎn)生的污泥量在逐年的增加，并且當(dāng)前污泥普遍采用各種處置方法在實際的應(yīng)用上都存在著一定的優(yōu)點和限制條件。土地填埋由于可供填埋的場地越來越少，今后必將受到嚴(yán)格控制。焚燒法由于設(shè)備及運行費用昂貴、投資大，有二次污染及浪費能源等缺點而不適合我國當(dāng)今的國情。然而將污泥添加到土壤中即污泥的土地利用不僅解決了污泥的處置問題，也為農(nóng)業(yè)帶來了一些益處。

4參考文獻

[1] 李生秀，李世清.不同水肥處理對旱地土壤速效氮、磷養(yǎng)分的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1995，13（1）：6-14.

[2] 索東讓.土壤氮素養(yǎng)分對土壤供氮能力及氮肥效應(yīng)的影響[J].磷肥與氮肥，2000，15（6）：66–68.

[3] 陸引正，楊宏敏.貴州高原黃壤的供氮能力研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2002，15（2）：82-85.