(1)污泥堆肥中有机物和铁水合氧化物的含量均明显高于土壤,有利于重金属固定;与此同时,污泥堆肥中各种重金属总量均高于对照土壤,土地利用会增加土壤中重金属总量。污泥堆肥和土壤中重金属赋存的化学形态基本一致,Cr、Cu和Cd主要吸附在固体有机物表面,Ni和Pb主要吸附在固体有机物和铁铝氧化物表面,As主要吸附在铁铝氧化物表面,同时易与钙离子和磷酸根形成共沉淀。
(2)pH、有机物组成含量变化、氧化还原条件改变是影响污泥堆肥中重金属释放的主要因素。碱性条件下颗粒态有机物向溶解性有机物转化,重金属与溶解性有机物络合,释放能力增强。
(3)旱田的氧化性条件促进了溶解性有机碳的降解,强化了Cd和Cu在颗粒态有机碳上的吸附固定。水田的还原性条件下,Fe(III)被还原为Fe(II),铁的水合氧化物含量降低,对As的吸附能力减弱。
(4)污泥堆肥的多次施用增加了土壤有机质含量,提升了微生物活性对土壤中氧气的消耗能力,强化了还原性条件的形成。在还原性条件下,As的浸出浓度上升约1个数量级,累积释放量可达到总量的15.7%,因此在降雨丰富及连续灌溉等易形成还原性条件的土壤环境中,不宜施用富含As的污泥堆肥。对于有机质含量低的土壤,污泥堆肥多次施用可增强有机质对重金属Cd、Cu、Pb的吸附固定。
(5)污泥堆肥的3年田间施用显著提升了污泥堆肥施用层(0~10 cm)土壤中溶解性有机质、腐殖酸、铁水合氧化物含量,有机物含量的上升及其在碱性条件的溶解,导致重金属在偏碱性环境中释放能力显著高于对照土壤。污泥堆肥的施用对小麦及水稻中重金属含量无显著影响。表层0~10 cm土壤对重金属的阻滞固定能力强,10~20 cm的土壤中重金属含量及释放特性未受到污泥堆肥施用的影响。