不同基料配比对太平三号蚯蚓饲养的影响

白家云　杨丽军　朱本国　王丽娟　何琴

摘要：为了探究不同基料对太平3号蚯蚓养殖的影响，以4种不同的基料，试验研究了蚯蚓的繁殖情况；污泥蚯蚓发酵后测定了基料中有机质、pH值、Ec值、有效氮、有效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾含量的变化；微生物中测定了细菌、真菌、放线菌数量计数；重金属中测定了铅、镉、铬、汞、砷含量的变化；进一步分析了蚯蚓生长的适宜环境。

关键词：不同基料、城市污泥、太平3号蚯蚓

中图分类号：X703

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）20012402

1引言

随着污水处理技术的发展，污泥处置问题已成为当前污水处理中的一大难点。目前，污水处理厂产生的污泥主要的处理方式有浓缩、脱水、干化、消化、堆肥等；处置方式有焚烧、填埋、投海以及土地利用[1]。到2010年，全国城镇污水处理的污泥产量为2000多万t，然而，仅有20%左右的污泥得到了无害化处理和资源化利用，大量的污泥未能得到无害化处理[2]。

在我国国内，蚯蚓处理污水污泥始于20世纪70年代，Hait S[3]利用蚯蚓将污泥加工成表层土壤，此后陆续有实验室进行更深入的研究。大量研究表明，蚯蚓具有较强的吞食能力和耐污能力，蚯蚓处理可显著提高污泥养分的有效性，使重金属的有效性大大降低。采用连续进料、连续出料运行方式处理污水污泥时，温度、湿度和放养面密度等环境条件对蚯蚓处理效果存在显著影响，适合于蚯蚓生活的温度为10～30℃，且湿度越高，蚯蚓活性越高，所得蚯蚓粪富含氮、磷、钾等养分，病原菌含量低，可作为有机肥或土壤改良剂进行土地利用，是一种理想的天然生物肥料[2]。

2材料与方法

2.1试验概况

试验时间为2017年10月，地点在重庆市风景园林科学研究院302室内饲养，供试材料为赤子爱胜蚓太平三号蚯蚓；供试新鲜污泥为重庆市鼎旺环保有限公司处理的城市污泥；原生存土壤为购买蚯蚓时所带土壤；污泥二次发酵产物为重庆鼎旺环保有限公司处理的半成品；园林营养土为重庆市风景园林科学研究院研发。

2.2方法

与原生存土壤、新鲜污泥、污泥二次发酵产物、园林营养土4种基质条件下饲养蚯蚓， 每一组4个平行，共16个试验箱。每组基料重量都各为5 kg，每组试验箱投放250 g蚯蚓（约500条）。在投放之前，将蚯蚓用温暖的自来水清洗干净，放于滤纸上擦拭干净后称重，计算蚯蚓总重。将蚯蚓均匀投放至基料中，试验期为30 d，在接种蚯蚓后30 d时取样。取样时，从每一种处理中随机挑出30条蚯蚓，清洗干净后用滤纸擦干称重，计算出平均重量，从而估计总重量。从4种处理中取土样，进行检测。蚯蚓需每天浇水，湿度保持在60%～70%。

2.3样品测定

蚯蚓的繁殖情况： 蚯蚓平均重=养殖一定时间后成蚓总重/成蚓条数。基料指标测定： pH值、Ec值、有机质、有效氮、有效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾。微生物测定：细菌、真菌、放线菌。重金属测定：Cr、 Cd、Pb、 Hg、As。

3结果与分析

3.1污泥蚯蚓堆肥过程中蚯蚓的生长情况

蚯蚓生长、繁殖状况反映并影响堆肥的效果。因此，本实验对下种前蚯蚓和下种后30 d的蚯蚓分别进行了观察、统计。试验每组处理基料均为5 kg，投放500条蚯蚓，体重约为0.6 g，平均每条直径≥3～4 mm，长度≥5～7 cm，个体均匀。下种后第二天，园林营养土处理和二次发酵产物处理的蚯蚓均出现逃逸现在，主要原因是这两种基料的盐分（EC值）比较高，不适宜蚯蚓的生长。在30 d的处理过程中，蚯蚓重的结果见表1，原污泥處理后的蚯蚓成倍增长，繁殖状况良好，原土处理后蚯蚓也有所增加，但不是很明显。

3.2污泥蚯蚓堆肥过程中细菌计数

细菌是堆肥过程中数量最多的一类微生物，它对堆肥中原料的降解和发酵升温都起着重要的作用[4]。在污泥堆肥过程的初始阶段，细菌最为活跃[5]。由表2可以看出，原土、营养土、二次发酵产物中细菌数量变化不显著，污泥发酵过程中细菌数量增加最为显著。

3.3污泥蚯蚓堆肥过程中真菌计数

土壤中真菌类型比较多，其多以菌丝状态存在，个体虽然不多，但生物量远大于细菌和放线菌，它在酸性和好气条件下最为活跃[6]。另外，真菌也是蚯蚓的重要营养来源[7]，由表3可以看出，4种处理真菌均有上升趋势，变化不是很大。温度上升促使真菌活动增强、数量增大。

3.4污泥蚯蚓堆肥过程中放线菌计数

放线菌是堆肥过程中高温期的优势菌群，它在碱性、较干旱和有机质丰富的土壤中特别多[7]。从表4中可以看出，初始污泥中的放线菌数量并不高，四种基料的放线菌数量差别不大，但是，经过30d的堆肥处理，污泥中的放线菌数量增长比其它3个处理要明显。

3.5污泥蚯蚓堆肥过程中营养元素的变化

由于蚯蚓的排泄物中营养元素和微生物组成不同，从而会影响有机质的分解速率。蚯蚓的排泄物中富含可溶性氮、磷、钾等营养物质。氮、磷、钾不仅是植物生长的必要营养物质，也是污泥资源化的重要指标[2]。在为期30d的堆肥过程中，由表5可以看出，污泥蚯蚓堆肥处理后全氮、全磷、全钾含量下降，有效氮、有效磷、有效钾有所增加；pH值都呈弱酸性，变化不明显；原土中有机质变化有所下降，污泥处理中变化不明显。

3.6污泥蚯蚓堆肥过程中重金属的变化

土壤中重金属等有毒物质，通过蚯蚓摄食后，首先在胃部产生毒害作用，然后又经过肠道，肠道粘膜层纤毛细胞也同样受到损伤[8]。由表6可以看出，污泥蚯蚓堆肥后蚯蚓对污泥中重金属总砷、总汞、总铅、总镉、总铬都有吸收，由于重金属不同，因而各重金属的吸收系数不同，其中，总砷、总汞、Cd变化不大。

4结语

污泥蚯蚓堆肥是一种高效的、环保的处理城市污泥的方法，本项目在实验室条件下对污泥蚯蚓堆肥的营养元素、微生物数量、重金属进行了测定。污泥蚯蚓经过30 d的堆肥预处理，从4种基料饲养太平3号蚯蚓来分析，蚯蚓能够很好地适应新鲜污泥的环境，新鲜污泥处理的效果也是最好的，可以达到农用标准，对污泥进行资源化利用。

城市污泥经蚯蚓堆肥处理后，利用蚯蚓与微生物的活动，污泥中营养物质（有效氮、有效磷、有效钾等）含量明显增加，污泥中重金属含量降低，说明污泥蚯蚓堆肥处理效果显著。污泥堆肥可应用于园林绿化、花卉、草皮栽培等，有利于我国生态环境的建设。

参考文献：

[1]

陈玉成， 皮广洁， 黄伦先，等. 城市生活废弃物处理的因素优化及其重金属富集研究[J]. 应用生态学报， 2003， 11（4）：2006～2010.

[2]李碧洁. 城市污泥蚯蚓堆肥过程中的营养元素、酶活性及微生物动态研究[D]. 兰州：西北师范大学， 2013.

[3]Hait S， Tare V. Transformation and availability of nutrients and heavy metals during integrated composting – vermicomposting of sewage sludges[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety， 2012（0）.

[4]李敏清，袁英英，杨江舟，等.畜禽粪便堆肥过程中酶活性及微生物数量的变化研究[J].中国生物工程杂志，2010，30（11）：56～60.

[5]冯明谦，刘德明. 滚动式高温堆肥中微生物种类数量的研究[J]. 中国环境科学，1999，19（6）：490～492.

[6]朱鹤健，何宜庚.土壤地理学[M].北京：高等教育出版社，1992.

[7]徐轶群，封克，王子波，等.城市生活污泥蚯蚓处理过程中相关酶活性的动态变化特征 [J].农业环境科学学报，2010，29（5）：995～999.

[8]郭永灿，王振中，张友梅，等.土壤中重金属污染对白颈环毛叫胃肠道粘膜损伤的扫描电镜观察[J].电子显微学报，1994（3）：84～89.endprint