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长江三角洲地区是我国重要的经济支柱地区，其污水处理产业一直走在全国前列，具有典型的代表性。为了对该地区主要城市污水处理厂污泥的有机污染现状有比较系统、全面的揭示，并对其综合环境生物毒性、土壤利用风险有所阐述，及对有机复合污染土壤的控制与修复途径和微观过程有所了解，本论文开展了以下研究工作：分析并初步揭示了长三角地区污泥中有机污染物含量、组分特征及污染源；通过分析污泥及施污泥土壤对发光细菌、蚯蚓及高等植物种子的毒性，揭示了污泥及污泥与土壤作用后的毒性变化情况；通过盆栽试验研究了施用污泥对土壤环境和植物的影响；通过室内培养试验研究了碳源、水分等措施对污泥土壤利用后受有机氯污染物复合污染土壤自然修复的强化调控，为污泥的科学合理处置、健康安全利用、施污泥土壤的风险评估及有机复合污染土壤修复提供了基础数据和科学依据。
本论文的主要研究结果总结如下：
(1)对长三角地区15个主要城市的46个污泥样品中的多氯联苯(PCBs)和有机氯农药(OCPs)含量与组分进行分析的结果表明，PCBs的含量为0～0.720mg kg-1，平均为0.076 mg kg-1，大部分低于0.1 mg kg-1，仅2个样品含量超过我国污泥农用标准(0.2 mg kg-1)；OCPs的含量为0～0.426 mg kg-1，平均为0.055 mgkg-1，大部分低于0.05 mg kg-1。污泥中PCBs以PCB44检出量最高，OCPs以0，p’-DDT检出量最高。污泥中有机污染物的含量、组分和分布与污泥类型、污水来源、污水处理工艺及有机化合物本身的理化性质等有关。
(2)对供试污泥中多环芳烃(PAHs)的含量与组分进行分析的结果表明，PAHs的含量为0.0167～15.486 mg kg-1，平均为1.376 mg kg-1，大部分低于1.5 mgkg-1。污泥中B[a]P含量均低于我国污泥农用标准(3.0 mg kg-1)。PAHs单体以3、4环的检出率和含量较高，2、5和6环的较低。长三角地区主要城市污泥样品中的多环芳烃污染主要来自液体化石燃料等的高温燃烧。
(3)54个污泥样品对发光细菌的综合急性生物毒性测定的结果表明，供试的不需稀释测定毒性的42个污泥中，剧毒的占30.95％；需稀释测定毒性的12个污泥中，毒性等级为I级的占66.67％。毒性较大的污泥与土壤作用后，其毒性大大降低。
(4)污泥及施污泥土壤对蚯蚓的毒性测定的结果表明，滤纸法的症状和结果都比较明显，污泥对蚯蚓的Rsw-LC50(污泥：水)范围为0.0010～0.0242。所有自然土壤法处理的蚯蚓死亡率均为0，施污泥土壤对蚯蚓短期内无致死效应，中毒症状轻微，施污泥土壤各处理对蚯蚓体重增长率的影响差别不大。
(5)污泥对高等植物种子毒性测定的结果表明，污泥施入土壤1～15 d后，对种子发芽和根伸长的抑制作用均较小；随着时间的延长(45 d)，施污泥土壤对种子的根毒性逐渐增大；105 d后，毒性变化趋于平缓。
(6)在施用污泥盆栽植物后的不同土壤和不同植物中，PCBs、OCPs和PAHs等均被检出，且均以PCBs、OCPs和菲(PA)等为主。施用污泥增加了不同土壤和不同植物中PCBs、OCPs、PA和苯并[a]芘(B[a]P)等污染物的含量。
(7)在多氯联苯和有机氯农药复合污染较重的土壤中，加入淀粉和葡萄糖等碳源均一定程度地促进了其中PCBs和OCPs的降解，淹水也增强了葡萄糖降解两种有机氯污染物的作用效果。