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施肥作为重要的农艺措施对镉的生物有效性有显著的影响。本文设置对照（CK）、施用有机肥（MF）、施用50％有机肥+50％化肥（MCF）、施用化肥（CF）4个处理，研究其对模拟镉浓度为5mg/kg的盆栽水稻土壤中镉迁移转化的影响。

结果表明，有机肥的施入提高了水稻籽粒中镉的含量，但降低了根和茎中镉的含量；外源镉的添加主要是增加了土壤可交换态镉的含量；水稻成熟后，50％有机肥+50％化肥混施处理可交换态镉的含量比较高，水稻收获后，根、茎中镉含量较高，尤其是根部。


重金属污染日益成为人们关注的热点，尤其是镉（Cd）污染问题越来越突出。镉的生物有效性及毒性大小不仅与其在土壤中的总量多少有关，而且其在生态系统中的迁移转化和生物可利用性还取决于土壤中镉的赋存形态分布。根据《全国土壤污染状况调查公报》，我国土壤污染总超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度、重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％、1.1％，8 种无机污染物镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍超标率分别为7.0％、1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％，尤其是镉污染越来越严重。

污染土壤修复技术存在工程措施造价高、费时费工而且对土壤理化性质有破坏作用等缺陷。植物修复面临的最大问题是高重金属含量植物的处置困难，且修复效率较低，在农业生产实践中都面临不同程度的制约。农艺措施调控是指适时调整耕作管理制度以及在污染土壤中种植不进入食物链的农作物等，从而改变土壤重金属的生物活性，降低其生物有效性，减少重金属从土壤向植物体内的转移，实现降低重金属环境危害的一系列技术手段。施肥作为重要的农艺措施对镉的生物有效性有显著的影响。施肥通过以下5种途径影响植物对土壤中重金属的吸收：促进植物生长；影响土壤pH 值［在少数情况下影响氧化还原电位（Eh 值）］；带入重金属离子，也提供能沉淀、络合重金属的基团；带入竞争离子；影响根系和地上部的代谢过程或重金属在体内的运转而间接影响重金属元素的吸收。

本研究利用不同的肥料类型，通过外源镉的添加，研究在镉污染稻田土壤中镉的迁移变化规律以及水稻镉吸收特征，为探讨在镉污染稻田土壤中水稻的安全种植模式提供参考依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

供试水稻品种为湘晚籼13 号。试验所用土壤采自中国农业科学院麻类研究所试验基地的酸性黄泥土（酸性土壤）。试验所用肥料为市场上的常规商品肥料。试验所用土壤和肥料的基本化学性质及Cd 总含量见表 1。

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1.2试验设计

试验于2016 年4—10 月在中国农业科学院麻类研究所试验基地进行。共设置4 个处理，分别为对照（CK）、施用有机肥（MF）、施用50％有机肥+50％化肥（MCF）、施用化肥（CF）。每个处理设3 个重复，共12 盆。土壤和有机肥分别风干并过4 mm 筛，每盆装土16 kg，把土壤和相应肥料充分混合均匀，同时用CdCl2配制成溶液加进土壤中，使土壤模拟镉污染浓度为5 mg/kg。盆栽过程中灌浆成熟期晒田7 d，其他时间保持盆栽土壤中1～2 cm 水位高度。分别在分蘖期、拔节期、抽穗开花期、灌浆成熟期采取土壤样品。土壤样品风干后，分别过1、0.149 mm 筛备用。

1.3测定指标及方法

1.3.1 Eh（氧化还原电位）、pH 值的测定

Eh 值用ORP 仪原位测定。取过1 mm 筛的土壤样品测定土壤pH 值，测定方法采用去离子水浸提pH 计法（水土质量比2.5∶1）。

1.3.2 重金属形态提取及测定方法

镉含量的测定采用原子吸收光谱法。不同重金属形态的提取方法见表 2 。土壤和肥料中有机质含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量、速效养分含量、含水量等指标的测定采用常规方法。

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1.4数据分析

采用SAS 及Excel 软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1不同施肥处理对水稻土pH 值的影响

pH 值是影响重金属污染土壤钝化修复效率的重要因素之一。pH 值越高，重金属的溶解度越低，其活性就越低。从图 1 可以看出，化肥处理的整个水稻生育期的pH 值一直在一个比较高的水平；有机肥处理的pH 值相对较低；有机肥+化肥处理的生育期pH 值变化幅度较大。相比水稻种植前土壤的pH 值，水稻于成熟期收获后，CK、有机肥+化肥处理土壤pH 值有所降低。

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2.2不同施肥处理对水稻土Eh 值的影响

随着Eh 值的增大，土壤中水溶性镉含量、水稻吸收镉的总量及地上部镉含量随之增加。这可能是因为在还原状况下，镉离子易与硫化物结合形成硫化镉沉淀。镉在氧化条件下（Eh 值高）比在还原条件下（Eh 值低）更容易由无效态转化为水溶态和交换态。由图 2 可知，各处理水稻土壤中Eh值都处在比较低的水平，尤其是有机肥处理，而化肥处理与有机肥处理Eh 值的变化情况相反。

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2.3不同施肥处理对水稻各部位镉含量及土壤镉形态的影响

在模拟土壤镉污染浓度为5 mg/kg 时，通过将不同的肥料类型施入到污染水田中，由表 3 可以看出，在镉污染浓度较高时，施用有机肥促进了水稻籽粒对镉的吸收，但降低了水稻根及茎中镉的浓度。施用有机肥水稻各部位镉含量为根＞籽粒＞茎，且水稻根部镉含量要远大于地上各部位镉含量，说明水稻大部分镉主要累积在根部。

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对不同处理条件下水稻土壤镉形态的影响分析发现，外源镉的添加主要是增加了土壤可交换态镉的含量，单施化肥处理的灌浆成熟期残余态镉含量比较高，其次为单施有机肥处理。50％有机肥+50％化肥混施处理可交换态镉的含量比较高（图 3）。可见单施化肥降低了土壤中可交换态镉的含量，减少了水稻籽粒的吸收量。

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3 讨论与结论

施肥是影响土壤重金属含量的重要因素，不同土地利用方式施用肥料的种类和数量不同。土壤中的镉有很强的亲硫性质，可与水中的FeS 发生共沉淀，同时其活性也受土壤Eh值的影响，因而与土壤水分状况有着密切的关系。研究表明，水田土壤中施用有机肥会带入大量的可溶性有机质（dissolved organic matter，简称DOM），其与Cd2+的螯合提高了Cd 的活性和在土壤中的迁移能力，施用有机肥后，能够显著增加根际及土壤中交换态及有机结合态Cd 含量，是对照的2 倍多。本研究中有机肥的施入提高了污染稻田中水稻籽粒中镉的含量，因此施用有机肥加大了稻田土壤受重金属污染的风险。由于有机肥来源广泛、种类多样，导致不同有机肥对土壤重金属形态的影响可能也不同。将以猪粪、羊粪、鸡粪为原料的有机肥施用到种植小麦的镉污染土壤中，降低了土壤可交换态镉与碳酸盐结合态镉的含量，促进了土壤镉由可交换态和碳酸盐结合态向铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态的转化。

另有研究表明，土壤中重金属的有效性和在农作物中的积累状况还受到有机肥用量和比例的影响。施用氮肥可促进植物对重金属的吸收，但其作用程度与肥料形态有密切的关系，仅施化肥对土壤Cd 全量、有效态含量及活化率的影响均较小，本研究中化肥处理降低了水稻籽粒和茎中镉的含量。相关研究表明，在稻田土壤中施入中、高量有机肥处理明显提高了土壤Cd 的全量、有效态含量及活化率。其中有机肥的“激活”效应是导致土壤有效态重金属含量大幅提高的主要机制。

在模拟镉浓度为5 mg/kg 的水稻土壤中，有机肥的施入提高了水稻籽粒中镉的含量，但降低了根和茎中镉的含量。外源镉的添加主要是增加了土壤可交换态镉的含量。在灌浆成熟期，50％有机肥+50％化肥混施处理可交换态镉的含量比较高。水稻收获后，根、茎中镉含量较高，尤其是根部。


垃圾焚烧发电厂通过对各种生活垃圾进行焚烧处理,既减少了生活垃圾对环境的污染,也生产了丰富的电力资源,是一种非常节能环保的生活垃圾处理方式,但是在进行垃圾焚烧的过程中,如果不能对垃圾焚烧烟气进行正确有效的处理,很容易引起严重的二次污染.文章在分析垃圾焚烧发电原理的基础上,进一步提出了相应的防治措施.

圾会产生SO2、HCl等酸性气体及重金属、二噁英等剧毒的污染气体，不仅会破坏生态环境，还会对人体健康产生严重危害。当前，垃圾焚烧发电厂的烟气污染问题还没有完全彻底有效的解决措施，这使得社会各界目前对垃圾焚烧发电的方式还没有予以足够的认可与支持。本文针对垃圾焚烧发电厂的工作原理进行分析，对垃圾焚烧烟气处理进行了进一步的解读。

1 垃圾焚烧炉控制问题

垃圾焚烧过程是烟气污染问题产生的主要阶段，在垃圾焚烧的过程中对污染气体的控制是非常重要的。垃圾在焚烧炉内焚烧时所产生的二噁英、酸性气体和重金属物质等，会引起焚烧炉内壁的腐蚀，加速焚烧炉的损坏。因此，为了减少焚烧烟气对焚烧炉的腐蚀，在垃圾焚烧前应该在垃圾上喷洒一层石灰以及在焚烧炉内部涂上CaO防护膜，以减少高温条件下酸性气体的腐蚀作用。同时，考虑到二噁英的化学性质，应该选择性能良好的炉排炉或循环流化床焚烧炉，并在垃圾燃烧的过程中出现燃烧工况恶化时加入煤或天然气保证燃烧工况良好进行。在焚烧炉内温度达到一定的标准之后，垃圾能够进行充分燃烧有效减少二噁英的产生，并且通过保证污染烟气在焚烧炉内能够停滞至少3秒钟，可以保证焚烧过程中产生的二噁英能够得到充分降解，然后再进行燃气的排放，这样能够极大减少焚烧烟气中二噁英的含量。在重金属物质的控制方面，要注重控制焚烧炉中的排气装置，把握好氧气的供给量，保证有氧燃烧充分，这样可以有效地减少金属氧化物的产生，相应的酸性气体的产生也会大大减少。

2 抑制烟气污染物的产生

要想做好垃圾焚烧发电厂烟气污染的治理问题，无非要从两个方面入手：一方面改进技术和设备，减少烟气污染物的生成；另一方面就是要加大治理措施，有效治理烟气的污染问题。在抑制烟气污染物的产生方面，要注重的是做好垃圾焚烧炉的选择和燃烧调整管理工作。

首先，在垃圾焚烧炉的选择方面，我国目前应用最为广泛的焚烧炉主要有两种，分别是机械炉排炉和循环流化床锅炉。当前，机械炉排炉相关的技术和实际运行经验都比较成熟和完备，相比其他焚烧炉而言具备更高的燃烧效率，满足焚烧热值比较大的垃圾焚烧发电厂的需求。同时也因为具备良好的减容效果，机械炉排炉在一些大型的垃圾焚烧发电厂中使用得比较广泛。但是这一焚烧炉也存在一定的缺陷，因其规模比较大并且技术要求比较高，在施工前期的资本投入比较大，会给垃圾焚烧发电单位带来比较大的经济压力。同时，在垃圾焚烧的过程中工作人员难以进行有效的干预，难以对垃圾焚烧的条件进行有效的控制，进而使得一旦焚烧炉内垃圾的热值发生了变化，焚烧炉的温度也会随之发生变化，且变化的幅度比较大，这就使得二噁英分解的充分性得不到有效的保证。在这种情况下，发电单位为了保证烟气污染问题的治理情况，必须配以完善的烟气净化措施。相比之下，循环流化床焚烧炉具备更好的适应性。循环流化床焚烧的调节区间比较大，流化床内的颗粒扰动比较剧烈，传热的效果优良，这样有利于低热值高水分垃圾的充分燃烧。同时，通过延长垃圾在循环流化床内停留的时间，可以实现垃圾的充分燃烧，进而有效减少污染烟气的形成。但是，循环流化床对颗粒的要求比较高，并且要求工作人员要严格控制入炉垃圾的质量，不仅要对入炉垃圾进行一定的预处理，使之更加符合充分燃烧的条件，还要根据不同垃圾的性状和发电单位所追求的焚烧环保目标来选择一定的辅助燃料，通过垃圾与燃料的充分掺和来进一步提升焚烧效果，但是这样就会增加垃圾焚烧发电厂的成本。目前，因我国垃圾分类情况不佳，炉排炉在许多大中型的垃圾焚烧发电厂得到广泛应用，循环流化床焚烧炉在一些中型的垃圾焚烧发电厂中使用得比较广泛。

经过上述分析，可以认识到这两种常见的垃圾焚烧炉都存在着一定的局限性，不仅无法实行在对垃圾进行充分燃烧的基础上最大限度减少污染烟气的产生的要求，而且经济性不够突出，会给发电单位带来更多的成本耗费。在这样的背景下，一种新型的焚烧炉逐渐成熟和完善起来，这就是控气型焚烧炉。控气型焚烧炉充分借助了控制燃烧的原理，即当燃烧环境为中温厌氧时，垃圾虽然没有被充分燃烧，但是能够被分解，然后产生大量的可燃性气体。这样就可以在高温时垃圾被完全燃烧的基础之上，利用焚烧炉的余热并借助垃圾分解过程中生成的可燃性气体实现剩余垃圾的充分燃烧，有效回收利用了剩余的热量。当焚烧炉内的温度达到1000℃以上时，在保证一定焚烧时间的基础上，可以将二噁英进行充分的燃烧和分解，有效杜绝二噁英排放到空气中的可能性。同时，控气型焚烧炉中垃圾焚烧和分解过程的实现，需要借助第二燃烧室，这样就可以有效降低烟尘的产生和排放量，发电单位也不用再增加成本耗费专门用于除尘净化设备的建设，就可以保证焚烧炉所排放出来的烟尘气体直接达到国家规定的排放标准。

目前，控气型焚烧炉在我国使用的还比较少，仍然处于研究和试用阶段，还没有得到大规模的推广和使用。因此，要积极加大研究和开发力度，并且不断改善当前我国垃圾的处理和分类工作，逐步发掘应用控气型焚烧炉的巨大潜力。垃圾焚烧发电厂在选择垃圾焚烧炉时，要注重结合自身的经济情况和发电规模，选择合适的垃圾焚烧设备和方式，并根据相关设备的优势和不足及时采取相应的配套设施和技术来进行完善，比如加强焚烧炉质量的控制和管理工作、合理控制焚烧炉内的风速和氧含量以及焚烧混合材料的选择等，不断改善垃圾焚烧炉的性能，保证在垃圾得到充分燃烧的基础上，实现对污染烟气排放的有效控制。

3 烟气净化工作控制分析

烟气净化工作处于垃圾焚烧发电厂烟气排放之后，是对烟气污染进行有效控制和科学治理的关键措施。在当前我国垃圾发电厂的烟气净化工作方面，最常用的是“烟气冷却＋石灰中和＋活性炭吸附＋袋式除尘器”的组合工艺，通过这一系列工序的连续处理来实现对焚烧排放烟气的有效处理，下面针对不同的净化工艺展开具体的原理分析。

烟气冷却。烟气冷却在减温塔中进行，是对从垃圾焚烧炉中排放出来的烟尘气体进行的第一步的净化处理。借助减温塔的作用，从垃圾焚烧炉中排放出来的高温烟气能够迅速降温至160℃～180℃，而二噁英再次形成的温度条件是250℃～300℃，这样就能够有效避开二噁英形成的温度区间，有效减少烟气排放中二噁英的含量。

石灰中和。在减温塔进行烟气冷却的同时，可以添加脱酸剂，比如CaO等，能够有效中和二氧化硫、氯化氢等酸性气体，降低排放烟气中酸性气体的含量。活性炭吸附。在实际的净化过程中，活性炭吸附装置应位于减温塔和除尘器之间，专门用于对经过降温处理的烟尘气体进行进一步的净化处理。活性炭吸附装置用来吸附烟尘气体中所含的重金属物质，并且其强大的吸附能力能够对经过降温处理的烟气中所残留的二噁英进行二次处理，也包括在减温塔中又重新生成的二噁英物质，活性炭吸附装置能够有效将其吸附，进一步保证了排放烟尘的质量安全。

袋式除尘器。经过焚烧炉燃烧的垃圾所产生的烟气含沙量比较大，尤其是对于炉排炉、循环流化床焚烧炉而言，如果不能对烟气中的烟尘进行有效的处理，就会引起严重的烟尘污染。袋式除尘器也是焚烧气体净化的最后一个阶段的装置，是一种非常有效的除尘装置。借助袋式除尘器不仅使一般直径大小的颗粒物能够得到有效的吸附，已经挥发的重金属物质和一些酸化物、氧化物等可以直接凝结成气溶胶的形式，被袋式除尘器吸捕，并且袋式除尘器能够有效吸捕附着在灰分上的和之前在活性炭吸附环节附着在活性炭颗粒上的二噁英物质，进而实现对整个垃圾焚烧排放烟气的最终净化过程。在袋式除尘阶段，要注重控制好除尘的温度不能超过200℃，否则将达到二噁英生成的温度条件，也不利于有机类和重金属污染物的吸除。

虽然这一套烟气净化处理技术能够实现对垃圾焚烧烟气的充分有效的净化，但是这一组合技术的应用也存在着一些问题。首先，整个过程面临着二次污染物重复产生的风险，为了保证烟气能够达到排放的标准，发电单位必须加大资金投入，建立完备的尾气处理装置，这就大大增加了垃圾焚烧发电厂的成本，进一步加剧了发电厂投资高、运营成本高的局面；其次，整个净化过程需要耗费大量的石灰、活性炭，且这些石灰、活性炭无法循环再生，也会对环境造成一定的影响。

4 结语

综上所述，垃圾焚烧发电厂烟气污染的治理需要完善的配套设施和技术作为支撑，才能充分抑制污染烟气的产生，并且实现对烟气污染的有效治理。但是在实际运行过程中仍然有很多亟待突破的技术难题，仍然需要不断推进净化工艺与设备的优化与改进。