广州城市污泥中重金属形态特征及其生态风险评价

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刘敬勇-广州市污水污泥中的重金属及其农用探讨(广东工业大学)

在污水处理过程中，通过细菌吸收、细菌和矿物颗粒表面吸附以及与一些无机盐共沉淀等多种途
收稿日期： 2010 － 01 － 27
修订日期： 2010 － 03 － 11
基金项目：广东省－教育部产学研合作专项资金项目
预计至 2020 年，广州市中心城区污水量将达 430 × 104 m3 / d［12］，按污泥产生量是污水量的 0. 3% ～ 0. 5% 的方法计算，届时将产生污泥 1. 29 × 104 ～ 2. 15 × 104 t / d（以含水率 98% 计） . 如果这些污泥能够农用，可以产生一定的环境和经济效益. 1996 年中山大学温琰茂等［13］对广州大坦沙污泥及河涌污泥的农业利用环境容量进行了估算. 在此基础上，笔者于 2008 年对广州市具有代表性的 4 个污水处
KFQ 厂，DTS 厂，LJ 厂和 LD 厂，其详细情况见表 1. 这 4 个城市污水处理厂中有 3 个采用传统的活性污泥处理工艺，在广州市污水处理厂中规模相对较大，具有一定的代表性. 污泥取回后置于阴凉、通风处晾干，用玛瑙研钵研磨至样品全部通过 150 μm （ 100 目）尼龙筛，然后装瓶，混匀，备用.
多年来，国内外已对污泥作为农用时的重金属总量开展了较多的研究，并制订了相关的污染物控制标准［2-6］，但有的标准没有规定污泥农用过程中
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城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征

城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征城市污水处理厂是解决城市生活污水排放的关键设施之一，它能有效地将污水中的有机物和固体颗粒物去除，同时减少了对水体环境的污染。

然而，在城市污水处理过程中产生的污泥中存在着重金属污染，这对环境和人体健康造成了一定的威胁。

城市污水处理厂的污泥主要包含有机物质、无机盐、微生物和固体颗粒物等成分。

由于污水中的重金属具有一定的亲和力，它们在污泥中的积累特点引起了人们的关注。

重金属主要包括铜（Cu）、铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）等，它们的存在形式多样，可能是溶解态、络合态、吸附态或固体态。

重金属污染首先来源于城市居民的生活污水，其中大量的重金属来自于工业废水、农药和化肥的排放等。

城市污水处理厂在去除有机物的同时，通常采用沉淀、吸附、离子交换等方法去除污水中的重金属。

然而，这些方法并不能完全去除重金属污染。

污泥中的重金属主要分布在有机质、无机物质以及微生物和固体颗粒物的表面。

有机质中的重金属主要以络合态的形式存在，而无机物质中的重金属通常以吸附态的形式存在。

微生物和固体颗粒物则通过吸附和沉淀的方式富集重金属。

污泥中重金属的富集特征主要有以下几点：第一，重金属的富集程度与污水中的重金属浓度有关，即城市污水处理厂处理的污水中重金属浓度越高，污泥中重金属含量越高。

第二，重金属的富集程度与污泥的含水率有关，含水率越高，污泥中重金属的含量也越高。

第三，不同重金属在污泥中的富集程度也存在差异。

一般来说，铅和铜的富集程度较高，而汞和镉的富集程度相对较低。

重金属对环境和人体健康的影响主要体现在其毒性和积累性方面。

毒性主要表现为重金属对生物体的损害能力，例如导致DNA损伤、细胞膜的破坏以及生殖和发育的抑制等。

积累性主要表现为重金属在生物体中的积聚能力，例如经食物链传递导致重金属在食物中的积累和富集。

因此，对城市污水处理厂污泥中的重金属污染进行监测和治理是非常重要的。

为了减少城市污水处理厂污泥中的重金属污染，可以采取一些措施。

市政污泥中重金属赋存状态及生物有效性

市政污泥中重金属赋存状态及生物有效性周吉奎;刘勇;刘牡丹;刘珍珍;胡洁【摘要】在分析污泥理化性质的基础上,采用Tessier连续提取法对污泥中的Cu、Zn、Pb、Ni、Cd、Cr进行形态及生物有效性分析.结果表明,该污泥中有机质含量达到45.62％,N、P、K含量分别为1.55％、4.26％、1.01％,重金属含量均低于污泥农用控制标准值.污泥中Cu的生物有效态占2.65％,潜在有效态占36.52％,不可利用态占60.83％;Zn的生物有效态占1.24％,潜在有效态占10.71％,不可利用态占88.05％;Pb全部以残渣态存在于污泥中,不可利用态占100％;Ni的生物有效态占46.01％,不可利用态占53.99％;该污泥中未检测出Cd和Cr.污泥中重金属主要以非交换态形式存在,生物可利用程度低,对污泥堆肥农用非常有利.%On the basis of analyzing the physical and chemical properties of sludge,the selective sequential extraction procedures developed by Tessier was used to study the chemical forms and the bioavailability of heavy metals (Cu,Zn,Pb,Ni,Cd and Cr) in municipal sludge.The experimental result indicated that the content of organic matter in the sludge reached 45.62 ％,the contents of N,P and K were 1.55 ％,4.26 ％ and 1.01％,respectively,and the contents of heavy metals were lower than those of the control standard of sludge.The proportions of effective forms of Cu,Zn and Ni were 2.65 ％,1.24 ％ and 46.01％,respectively.The potential effective forms of Cu and Zn were 36.52 ％and 10.71％,respectively,and theunavailable forms of Cu,Zn,Pb and Ni were 60.83 ％,88.05 ％,100 ％ and 53.99 ％,respectively.Metals Cd and Cr were not detected in the sludge.The heavy metals mainly exist in the forms ofnon-exchange state,and the bioavailability is low,which is very beneficial to the use of composting processin agriculture.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2017(008)003【总页数】4页(P99-102)【关键词】市政污泥;重金属;化学形态;生物有效性;堆肥【作者】周吉奎;刘勇;刘牡丹;刘珍珍;胡洁【作者单位】广东省资源综合利用研究所,稀有金属分离与综合利用国家重点实验室,广东省矿产资源开发与综合利用重点实验室,广州510651;广东省资源综合利用研究所,稀有金属分离与综合利用国家重点实验室,广东省矿产资源开发与综合利用重点实验室,广州510651;广东省资源综合利用研究所,稀有金属分离与综合利用国家重点实验室,广东省矿产资源开发与综合利用重点实验室,广州510651;广东省资源综合利用研究所,稀有金属分离与综合利用国家重点实验室,广东省矿产资源开发与综合利用重点实验室,广州510651;广东省资源综合利用研究所,稀有金属分离与综合利用国家重点实验室,广东省矿产资源开发与综合利用重点实验室,广州510651【正文语种】中文【中图分类】O656.22;X820.3近年来，随着城市的发展，我国城市污水处理厂的规模不断扩大，污泥产量急剧增加，污泥的处理处置成为一个重要的环境问题[1].污泥的成分非常复杂，水分和有机物含量高，含有N、P、K等植物生长元素[2-3]，但也含有Cu、Zn、Pb、Ni、Cr等重金属物质和其他有害组分[4-5].目前污泥的处理处置方法主要包括卫生填埋、土地利用、焚烧和填海[6～9].报道表明，污泥中重金属的化学形态在很大程度上决定其毒性的大小，其中可被吸收利用的重金属会制约植物的生长，并进一步通过食物链危害人体健康[10-12].重金属含量不超标的污泥经过高温堆肥处理，可以用作环境绿化的肥料，实现土地利用[13].通过测定污水处理厂污泥中重金属的含量及化学形态，并根据各形态的生物利用性大小对污泥中重金属的生物有效性进行分析，对于促进市政污泥的无害化处理和资源化利用具有现实意义.1.1 仪器与试剂仪器：ICP光谱仪，高速离心机，电子分析天平，电热干燥箱，水浴恒温振荡器，三头研磨机.试剂：氯化镁，醋酸钠，氯化铵，硝酸，双氧水，醋酸铵，以上试剂均为分析纯. 1.2 污泥样品的制备污泥样品取自广州大坦沙污水处理厂，采用多点取样法从样品中采集1 000 g湿污泥，摊开置于塑料上自然晾干后，装入搪瓷盘，放入电热干燥箱中，在105℃下烘干至恒重，冷却后用三头研磨机磨细至细度＜0.074 mm，细磨后的干污泥采用四分法取样用于试验.1.3 污泥中重金属形态的提取试验采用改进的Tessier法[13]测定污泥重金属各种化学形态的含量.第1步，可交换离子态：准确称取1.000 g干污泥装入15 mL的离心管中，加入8 mL 1.0 mol/L的MgCl2溶液，25℃条件下振荡1 h后，在6 000 r/min条件下离心20 min，上清液转入25 mL容量瓶，用去离子水洗涤离心管中的残留物，洗涤2次，每次用水5 mL，离心10 min，2次洗涤水合并入上清液，定容至25 mL，检测溶液中的金属离子含量.第2步，碳酸盐结合态：在第1步残留有泥样的离心管中加入8 mL 1.0 mol/L的NaAc溶液，25℃条件下振荡6 h，在6 000 r/min条件下离心20 min，上清液转入25 mL容量瓶，洗涤方式同第1步，2次洗涤水合并入上清液，定容至25 mL，检测溶液中的金属离子含量.第3步，铁锰氧化物结合态：在第2步残留有泥样的离心管中加入8 mL 0.04mol/L的NH3Cl溶液，96℃条件下震荡保温6 h，在6 000 r/min条件下离心20 min，上清液转入25 mL容量瓶，洗涤方式同第1步，洗涤水合并入上清液，定容至25 mL，检测溶液中的金属离子含量.第4步，有机结合态：在第3步残留有泥样的离心管中加入8 mL 0.02 mol/L的HNO3溶液，接着缓慢加入5 mL 30%的H2O2溶液，在85℃条件下振荡4 h后，加入2 mL 3.2 mol/L的NH4Ac溶液，接着振荡30 min，然后在6 000 r/min的条件下离心20 min，上清液转入25 mL容量瓶，洗涤方式同第1步，洗涤水合并入上清液，定容至25 mL，检测溶液中的金属离子含量.第5步，残渣态：最后将离心管中残余的泥样洗入烧杯中，烧杯置于电热板上加热，待水分挥发后加入10 mL浓HNO3，加热消解至近干，先后消解4次，最后用1∶1 HNO3溶解，定容至25 mL，过滤后，检测溶液中的金属离子含量.1.4 样品的测定方法用ICP光谱仪测定上述五步待测溶液中的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni的含量，重复3次，试验结果以平均值表示.污泥中水分、有机质、氮、磷、钾含量及pH值检测方法详见《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ/T 221-2005）[14].2.1 污泥的理化指标污泥样品的主要理化指标见表1.可以看出，污泥样品pH值呈中性，干污泥中有机质含量达到45.62%，无机营养元素N、P、K含量分别为1.55%、4.26%、1.01%，总含量达到6.82%.污泥中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni等6种重金属的含量见表2，与农用污泥中重金属控制标准比较，除了Zn的含量稍高于酸性土壤上的最高容许含量，其它重金属含量均符合农用污泥中重金属控制标准.2.2 污泥中重金属形态分析污泥中重金属形态分析参照土壤分析方法—Tessier法进行，污泥中重金属分为5种化学形态：可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机结合态和残渣态[15].以上5种形态的生物可利用性大小不同，其中可交换态最容易被生物吸收利用，残渣态化学性质稳定，不能被生物吸收利用，其它3种形态具有一定的生物可利用性[16].对大坦沙污泥样品中的Cu、Zn、Pb、Ni、Cd、Cr共6种重金属元素的各化学形态含量和形态分布进行分析，结果见表3和表4.分析表3、表4可知，6种重金属中，Zn的含量最高，达到555.26 mg/kg，其他依次为Cu 227.15 mg/kg、Pb 70.65 mg/kg、Ni 39.90 mg/kg、Cd＜1.00 mg/kg、Cr＜1.00 mg/kg.从经济价值和冶金角度分析，这些重金属品位低，没有回收价值.分析结果表明，Cu主要以残渣态形态存在，占60.83%，含量为138.17 mg/kg；其次是有机结合态，占30.49%，含量为82.95 mg/kg；可交换态、碳酸盐结合态含量较少，占比分别为1.41%、1.24%，含量分别为3.21 mg/kg、2.82mg/kg；未检测到污泥中存在铁锰氧化态，其化学形态分布特点为残渣态＞有机结合态＞可交换态＞碳酸盐结合态＞铁锰氧化态. Zn主要以残渣态形态存在，占88.05%，含量达到488.93 mg/kg；其次是有机结合态，占10.29%，含量为57.11 mg/kg；碳酸盐结合态、可交换态、铁锰氧化态的含量低，占比分别为0.77%、0.47%、0.42%，含量分别为4.29 mg/kg、2.61 mg/kg、2.32 mg/kg，其化学形态分布特点为残渣态＞有机结合态＞碳酸盐结合态＞可交换态＞铁锰氧化态.Pb以残渣态形态存在，含量为70.65 mg/kg；未检测到污泥中存在可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态和有机结合态.Ni主要以残渣态形态存在，占53.99%，含量为21.54 mg/kg；其次是可交换态、碳酸盐结合态，分别占比31.75%、14.26%，含量分别为12.67 mg/kg、5.69 mg/kg；未检测到污泥中存在铁锰氧化态、有机结合态，Ni的化学形态分布特点为残渣态＞可交换态＞碳酸盐结合态＞铁锰氧化态、有机结合态.污泥样品中Cd和Cr的含量很低，检测结果均低于1 mg/kg.重金属形态研究结果表明，大坦沙污水厂污泥的重金属主要以非交换态形式存在，化学性质稳定，生物可利用程度较低.该污泥经过高温堆肥处理，消除病原微生物和其它有害组分对环境的危害，可以实现土地资源化利用.2.3 污泥中重金属的生物可利用性分析文献[17-18]研究报道指出，用重金属的总量来衡量重金属的污染程度是不科学的，只有被生物吸收利用的那部分才是衡量重金属污染程度的有效部分.根据被生物吸收利用的程度分类，不同化学形态的重金属可以分为3种形态：有效态、潜在有效态和不可利用态[19].其中可交换态和碳酸盐结合态的重金属属于生物有效态，容易被生物吸收利用；铁锰氧化态和有机结合态属于潜在有效态，在酸性和强氧化性环境条件下重金属离子会释放出来，转变成为有效态重金属；残渣态化学性质稳定，属于不可利用态，在生态环境条件下不能被生物吸收利用.说明5种重金属形态在生态系统中由于化学稳定性不一样，被生物吸收利用的程度具有较大差异.对大坦沙污泥样品中重金属的生物有效态、潜在有效态和不可利用态进行统计分析，结果见表5.分析表5可知，污泥样品中Cu的生物有效态占2.65%，潜在有效态占36.52%，不可利用态占60.83%；Zn的生物有效态占1.24%，潜在有效态占10.71%，不可利用态占88.05%；Pb全部以残渣态存在于污泥中，不可利用态占100%；Ni生物有效态占46.01%，不可利用态占53.99%，未检测到潜在有效态；污泥中Cd和Cr含量极低，危害性小.上述结果表明，大坦沙污水厂污泥中的重金属大部分以不可利用态存在，生物有效态含量低，该污泥通过高温堆肥处理后，开发为有机肥，可以实现土地利用，污泥中的重金属不会对生态环境及植物生长造成明显的影响.1）本次试验用污泥中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni等6种重金属的含量均在污泥农用标准范围内，且主要以非交换态形式存在，生物可利用程度较低，对生态环境及植物生长不会产生明显的重金属毒害作用.2）污泥样品中有机质含量达到45.62%，无机营养元素N、P、K含量分别为1.55%、4.26%、1.01%，总含量达到6.82%，经过高温堆肥处理，可用于矿山复垦及市政绿化，实现资源综合利用的目标.【相关文献】[1]张强,卜玉山.污泥对不同土壤全氮和有机质及重金属含量的影响[J].山西农业科学,2017,45(3):433-437.[2]周东兴,魏丹,王宏燕.城市污泥及其堆肥对土壤农化性质的影响[J].东北农业大学学报,2009,40(7):41-44.[3]李碧清,唐瑶,冯新,等.广州市利用城市污泥生产有机肥的实践[J].中国给水排水,2010,26(24):67-69.[4]莫测辉,吴启堂,蔡全英,等.论城市污泥农用资源化与可持续发展[J].应用生态学报,2000,11(1):157-160.[5]田长顺.城市污水厂恶臭治理方法及发展趋势[J].有色金属科学与工程,2011,2(1):87-91.[6]李兵,尹庆美,张华,等.污泥的处理处置方法与资源化[J].安全与环境工程,2004,11(4):52-56.[7]饶亦武,秦渤,付向阳.以城镇污水处理厂污泥为原料的有机－无机复合肥研制[J].环保科技,2016,22(5):14-18.[8]易进翔,王佩,薛飞.市政污泥固化土填埋处置中的压缩特性研究[J].应用基础与工程科学学报,2016,24(1):139-147.[9]段锋,从胜全,双伟.市政污泥与不同烟煤混合燃烧特性[J].环境工程学报,2012,6(3):2865-2869.[10]孟昭福,张增强,张一平,等.几种污泥中重金属生物有效性及其影响因素的研究[J].农业环境科学学报,2004,23(1):115-118.[11]刘敬勇,孙水裕,许燕滨,等.广州城市污泥中重金属的存在特征及其农用生态风险评价[J].环境科学学报,2009,29(12):2545-2556.[12]丘锦荣,郭晓方,卫泽斌,等.城市污泥农用资源化研究进展[J].农业环境科学学报,2010,29(增刊):300-304.[13]张朝升,陈秋丽,张可方,等.大坦沙污水厂污泥重金属形态及其生物有效性的研究[J].农业环境科学学报,2008,27(3):1259-1264.[14]CJ/T 221－2005.城市污水处理厂污泥检验方法[S].北京:中华人民共和国建设部,2005.[15]TESSIER A,CAMPBELL P,BISSON M.Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals[J].Analytical Chemistry，1979,51(7):844-850.[16]张艳,邓扬悟,罗仙平,等.土壤重金属污染以及微生物修复技术探讨[J].有色金属科学与工程,2012,3(1):63-66.[17]宋琳琳,铁梅,张朝红,等.施用污泥对土壤重金属形态分布和生物有效性的影响[J].应用生态学报,2012,23(10):2701-2707.[18]李晓阁,潘静,奚旦立,等.印染污泥中重金属形态分析及生物有效性[J].岩矿测试,2009,28(1):10-14.[19]许振岚,陈红.城市污泥人工土壤中重金属生物有效性及综合毒性研究[J].浙江大学学报(理学版),2010,37(3):300-305.。

城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征

城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征一、引言城市污水处理厂是处理城市污水的重要设施，它们起着保护环境、维护城市卫生的关键作用。

然而，污水处理过程中产生的污泥，却成为了另一个环境污染的源头。

污泥中含有重金属等有害物质，对环境和人类健康造成潜在威胁。

本文将就城市污水处理厂污泥中存在的重金属污染状况及特征进行探讨。

二、重金属污染的来源和含量城市污水处理厂污泥中的重金属主要来自两个渠道：一是进入污水处理系统的原始城市污水中含有的重金属物质；二是在污水处理过程中，污水中的重金属被沉积在污泥中。

根据国内外的研究，城市污水处理厂污泥中主要含有铜（Cu）、铅（Pb）、镉（Cd）、锌（Zn）、铬（Cr）等重金属，其中以铜的污染最为严重。

这些重金属对环境和人类健康具有潜在的危害，因此对其进行研究和监测十分重要。

三、重金属污染的特征1. 空间分布特征城市污水处理厂污泥中的重金属污染呈现出一定的空间分布特征。

一般来说，离排放点距离较近的区域，重金属污染程度更高。

这是因为离排放点较近的区域，受到了更多废水中重金属的影响。

此外，城市污泥中的重金属污染也会受到周边环境、土壤性质等因素的影响。

2. 季节变化特征城市污水处理厂污泥中的重金属污染也存在季节变化的特征。

研究表明，在春季和夏季，污泥中的重金属污染程度更高，而在秋季和冬季相对较低。

这是因为春季和夏季是城市污水处理厂运行的旺季，污泥中的重金属物质相对较多。

而在秋季和冬季，由于气温较低，污水处理厂的运行率相对较低，重金属污染程度相对较低。

3. 社会经济因素的影响城市污水处理厂污泥中的重金属污染程度也受到社会经济因素的影响。

研究发现，城市污水处理厂所在地的工业化程度、人口密度以及周边土地利用方式等与重金属污染之间存在一定的相关性。

工业化程度高、人口密度大以及土地利用方式不合理的地区，往往重金属污染程度较高。

四、重金属污染的影响城市污水处理厂污泥中的重金属污染对环境和人类健康造成潜在威胁。

污泥中的重金属特性分析和生态风险评价

第３１卷第１期北京交通大学学报Ｖ。

１．３１Ｎｏ．１２ＱＱ！篁２旦』Ｑ至堡垒坠Ｌ￡堡旦至！．！！奠鱼！ｌ！壑型鱼至型！！堡垦曼！！兰至鱼；至鱼鱼！文章编号：１６７３—０２９ｌ（２００７）０１一叭０２—０４污泥中的重金属特性分析和生态风险评价任福民，周玉松，牛牧晨，许兆义（北京交通大学土木建筑工程学院，北京１０００４４）摘要：选取上海某城市污水厂污泥进行重金属的总量测定及形态分析，确定超标重金属的含量和存在形态．结果表明，锌、铬、镍、铜４种重金属均存在不同程度的超标．在此基础上开展重金属潜在的生态风险评价，证明上述４种重金属元素存在较高的生态风险性，在控制、处理和资源化污泥利用中应引起足够的重视．关键词：城市污泥；重金属；形态分析；生态风险评价中图分类号：ｘ７０３．１文献标志码：ＡＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＥｎＶｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｎＨｅａＶｙＭｅｔａｌｓｉｎｔｈｅＳｌｕｄｇｅｏｆＳｅｗａｇｅＲＥＮＦ甜一ｍｉ规，ＺＨＯＵＹｋ一阳７２９，ＭＵＭ矗一娩Ｐ咒，ＸＵ乃磁。

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城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征

城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征随着城市化进程的加速，城市污水处理厂发挥着重要作用，将城市废水经处理后排放，使其达到环境标准。

然而，这个过程也产生了大量的污泥，其中存在着严重的重金属污染问题，引起了人们的广泛关注。

城市污水处理厂污泥是废水处理后产生的固体残渣，其中富含有机物、氮、磷等营养元素，以及重金属元素例如铅、镉、铬、汞等。

这些重金属元素主要来源于工业废水、农业化肥和城市生活垃圾等，它们具有高毒性和难降解性，对环境和人体健康造成重大威胁。

首先，我们来介绍城市污水处理厂污泥重金属污染的状况。

通过收集和分析大量的实地数据，可以发现污泥中重金属污染普遍存在且水平较高。

一些地区的污泥中重金属超标情况相当普遍，严重影响了土壤质量和农作物的生长。

此外，由于重金属元素的毒性，对于污泥的安全处置也提出了很大的挑战，任意排放或简单填埋都可能造成环境污染和人体健康问题。

其次，我们来分析城市污水处理厂污泥重金属污染的特征。

为了更好地了解这个问题，我们需要对污泥样品进行详细的分析测试。

经过实验室测试，我们发现城市污水处理厂污泥中重金属的主要特征集中体现在以下几个方面。

首先是重金属元素的种类。

根据测试结果，城市污水处理厂污泥中的重金属主要包括铅、镉、铬、汞等。

当然，不同地区污水处理厂污泥中重金属的种类和含量也会有所差异。

其次是重金属元素的含量。

在污泥中，重金属元素的含量是衡量其污染程度的重要指标。

据测试，铅和镉的含量普遍较高，超过了土壤环境质量标准的限值。

铬和汞的含量相对较低，但也不能忽视其潜在的危害。

此外，还有污泥的物理和化学性质。

比如，污泥的颜色一般较深，含水率较高，粘度较大。

这些特征表明了污泥对于重金属元素的吸附能力较强，使得重金属在污泥中富集。

在应对城市污水处理厂污泥重金属污染问题时，我们需要采取一系列的措施来解决这个问题。

首先，可以通过改进污水处理工艺，减少污泥产生量和重金属元素的含量。

城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征

2、土壤因素对重金属含量的影响
土壤因素是影响污水处理厂污泥中重金属含量的重要因素之一。土壤中的重金属含量越高，进入污水处理厂污水中的重金属含量也会相应增加。此外，土壤的pH值、有机质含量等也会影响土壤对重金属的吸附和解吸作用，从而影响污水处理厂污泥中重金属的含量。
3、农业污染对重金属含量的影响
一、污泥特征
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
城市污水处理厂产生的污泥主要由污水中的悬浮物、有机物、无机物和生物质组成。其中，重金属是污泥中一类重要的污染物，主要来源于工业废水、农药、化肥及城市垃圾等。污泥中重金属的组成和含量因来源不同而异，其中常见的重金属元素包括汞、铅、镉、铬等。
由于污泥中重金属的含量较低，一般不会对污水处理过程产生明显影响。然而，若未经有效处理，这些重金属元素会在环境中逐渐富集，对人类健康和生态环境造成潜在危害。例如，重金属可能通过食物链进入人体，导致慢性中毒、致畸和致癌等健康问题。
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二、我国城市污水处理厂污泥中重金属影响因素及变化规律
1、天气因素对重金属含量的影响
天气因素对污水处理厂污泥中重金属含量具有一定影响。在雨水较多或气候湿润的地区，土壤中的重金属容易随水流进入污水处理厂，导致污泥中重金属含量偏高。反之，在干旱或半干旱地区，污水处理厂污泥中的重金属含量则相对较低。
一、我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征
1、不同来源的重金属含量变化规律
我国城市污水处理厂污泥中的重金属主要来源于工业废水、生活污水和农业污水。其中，工业废水中的重金属含量较高，如铜、锌、镍等；生活污水中则以铅、镉等重金属为主；农业污水中则含有较多的铬、铜、锌等重金属。
2、不同类型污泥中重金属含量变化规律

广东大中型水库底泥重金属含量特征及潜在生态风险评价(精)

第２９卷第１１期生态学报Ｖ０１．２９，Ｎｏ．１１２００９年１１月ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＮｏｖ．．２００９广东大中型水库底泥重金属含量特征及潜在生态风险评价宁建凤，邹献中‘，杨少海，陈勇，巫金龙，孙丽丽（广东省农科院土壤肥料研究所，广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室，广州５１０６４０）摘要：广东省４５宗大中型水库底泥重金属含量分析评价结果表明：除ｃｒ外，广东省大中型水库底泥中ｃｕ、ｚｎ、Ｐｂ和ｃｄ含量均高于广东省土壤重金属含量背景值。

广东省四大地理区域中，粤北地区大中型水库底泥ｃｕ、ｚｎ、Ｐｂ和ｃｄ平均含量均为最高，分别为８９．７１、３２１．２１、１５４．９５ｍｇ／ｋｇ和１．４６ｍｇ／ｋｇ；其次是粤东和粤中地区；粤丙大中型水库底泥ｃｕ、ｚｎ、Ｐｂ和ｃｄ平均含量均为最低，但ｃｒ平均含量居四大区域之首，为１３０．８１ｍｓ／ｋｇ。

粤东和粤北大中型水库底泥重金属富集系数以ｃｄ最高；粤中和粤西大中型水库底泥苇金属富集系数则以ｃｕ最大。

总体而言，粤北大中型水库底泥重金属具有很强的潜在生态风险，粤东和粤中大中型水库底泥重金属潜在生态风险程度为中等；粤西大中型水库底泥重金属属于轻微生态风险程度。

结果说明，广东省大部分地区大中型水库底泥的重金属潜在生态风险主要是由于底泥中ｃｄ的潜在生态风险系数过高所造成。

人为生产活动，特别是矿产开采造成的污染是广东省大中型水库底泥重金属潜在生态风险等级提高的主要原因。

关键词：大中型水库；底泥；重金属；生态风险文章编号：ｔ０００．０９３３（２００９）１１．６０５９．０９中图分类号：Ｘ８２０．４文献标识码：ＡＨｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｓａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋａｐｐｒａｉｓａｌｔｏｓｅｄｉｍｅｎｔｓｏｆｌａｒｇｅａｎｄｍｅｄｉｕｍ－ｓｃａｌｅｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅＮＩＮＧＪｉａｎ—Ｆｅｎｇ，ＺＯＵＸｉａｎ—Ｚｈｏｎｇ’，ＹＡＮＧＳｈａｏ—Ｈａｉ，ＣＨＥＮＹｏｎｇ，ＷＵＪｉｎ—Ｌｏｎｇ，ＳＵＮＬｉ－ＵＳｏｉｌａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＧＩｍ，咖，ｌ；ｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇ№，Ｉｊ鲜ｆｉ昭ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮｕｔｒｉｅｎｔＣｙｃｔ协ｇａｎｄＦａｒｍｌａｎｄＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，ＣｈｉｎａＡｃ缸Ｅｃｏｉｏ＃ｃａＳｉｎｉｃａ．２００９．２９（１１）：６０５９．６０６７．Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｏｆｌａｒｇｅａｎｄｍｅｄｉｕｍ・ｓｃａｌｅｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎＧｕａｎｇｄｏｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＣｕ，Ｚｎ，Ｐｂ，ＣｄａｎｄＣｒｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｓｏｆ４５ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＣｕ，Ｚｎ，ＰｂａｎｄＣｄｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｓｏｉｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｖａｌｕｅｓｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅｅｘｃｅｐｔｆｏｒＣｒ．Ｔｈｅｍｅａｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ０ｆＣｕ，Ｚｎ，ＰｂａｎｄＣｄｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎａｒｅａｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅｗｅｒｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｗｈｉｃｈｗａｓ８９．７，３２１．２１，１５４．９５ａｎｄ１．４６ｍｇ／ｋｇ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｔｈｏｓｅｉｎｅａｓｔｅｒｎａｎｄｃｅｎｔｒａｌａｒｅａｓ，ａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔｉｎｗｅｓｔｅｒｎａｒｅａ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ＣｒｃｏｎｔｅｎｔｗａｓｔｈｅｈｉｓｈｅｓｔｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎｗｅｓｔｅｒｎａｒｅａｗｈｉｃｈＷａｓ１３０．８１ｍｇ／ｋｇ．ＴｈｅｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｆａｃｔｏｒｏｆＣｄＷａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎｅａｓｔｅｒｎａｎｄｎｏｒｔｈｅｒｎａｒｅａｓｗｈｉｌｅｔｈａｔｏｆＣｕＷａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎｗｅｓｔｅｒｎａｎｄｃｅｎｔｒａｌａｒｅａｓ．Ｉｎｇｅｎｅｒａｌ．ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓＷａｓｖｅｒｙｓｔｒｏｎｇｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎａｒｅａｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｍｏｄｅｒａｔｅｉｎｅａｓｔｅｒｎａｎｄｃｅｎｔｒａｌａｒｅａｓ，ａｎｄｓｌｉｇｈｔｉｎｗｅｓｔｅｒｎａｒｅａ．Ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｏｆｌａｒｇｅａｎｄｍｅｄｉｕｍ—ｓｃａｌｅｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎｍｏｓｔａｒｅａｓｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅｒｅｓｕｌｔｅｄｆｒｏｍｈｉ【ｇｈｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋｆａｃｔｏｒｏｆＣｄｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔ．Ａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｍｉｎｉｎｇ，ｗｅｒｅｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｆｏｒｅｌｅｖａｔｅｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋｏｆｈｅａｖｙ基金项目：广东省重点科技攻关计划资助项目（２００５Ａ３０４０２００７）收稿日期：２００９－０２・０６；修订日期：２００９．０６．２２致谢：华南农业大学卢瑛副教授对写作给予帮助；广省东农科院土肥所曾招兵对采样水库分布图制作，在此一并致谢。

污泥中的重金属特性分析和生态风险评价

Ｃ２Ｎ２Ｈ－Ｃ，１ＨＯＨＩ、体积分数为３％的Ｈｏ，０２２石灰，
Ｃ、、ｎＭｎＰ、ｒ准储备液．ｕＮｉＺ、、ｂＣ标
（）２污泥样品
量色散Ｘ荧光分析系统（ＤＸＦ）原子吸收法ＥＲ和（ａ）所选的污泥样品进行分析．定污泥样品ａＳ对确
（ＤＸＦ（国ＥＡＸ公司）Ｓ．１型原子吸收光ＥＲ）美Ｄ；Ｂ０
谱仪（Ａ）ＴｈｒａＪｒｅｓｏＡＳ（ｅｌａｒｌＡｈＣ．ＵＳ．ｍｌＡ）
试剂：析纯Ｈ１４ＨＦＣＣＯＨ、１Ｍｇ分Ｃ０、、Ｈ３ＯＨＣ、 —
ＡｂｔａｔＳｕｇｆＳａｇａｍｕｉｉａｅｇｓｃｏｅｏａｒｉｇｏｔｔｔｌａｕｔｎｏｍｓｒｃ：ｌｄｅｏｈｎｈｉｎｃｐｌｓｗａｅｗａｈｓｎｆｒｃｒｙｎｕｏａｍｏｎｓａｄｆｒ
约因素随着研究的深人，们逐渐认识到，泥中人污的重金属对环境危害取决于其存在形态的分布．金重
属的不同形态表现出不同的生物毒性和环境行为．基于以上分析，通过现代分析测试技术，利用能
仪器：Ｄ９型能量色散ｘ荧光分析仪Ｅ－５
维普资讯
第３卷第１１期
２００７年２月
北
京
交
通大
学
学
报

我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征及变化规律

我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征及变化规律我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征及变化规律随着城市化进程的加速推进，我国城市污水处理厂承担着越来越重要的环境治理任务。

其中，污泥处理成为了一个重要环节。

污泥中含有大量的有机物、营养物质和重金属等有害物质，在处理过程中需要进行有效的处理和控制，以保护环境和人类健康。

在我国城市污水处理厂污泥中，重金属成分的分布特征较为复杂。

重金属主要包括汞、铅、镉、铬、铜、锌等，它们普遍存在于自然环境中，并且通过人类活动进入城市污水系统。

重金属的存在对环境和生态系统造成了不可忽视的影响。

首先，我们来了解一下我国城市污水处理厂中重金属的分布特征。

研究表明，重金属在污泥中的含量与污水处理工艺、进水水质和季节等因素密切相关。

一般来说，重金属在污泥中的含量随着进水水质的升高而增加。

例如，重金属铜、锌和镉在进水水质较差的污水处理厂中的含量往往较高。

此外，重金属的分布还会受到加药剂的影响。

一些城市污水处理厂在处理过程中添加了化学药剂以沉淀除去悬浮物，这可能导致重金属的含量变化。

其次，我们需要关注重金属在污泥中的变化规律。

研究表明，重金属的存在状态多样，有的以游离态存在，有的以化合物的形式存在，有的被吸附在污泥颗粒表面。

此外，污泥中的重金属含量还会受到厌氧条件、温度等环境因素的影响。

这些环境因素的变化可能导致重金属的形态转变和释放。

对于我国城市污水处理厂来说，污泥处理是一个重要的环节。

为了有效控制和处理污泥中的重金属，我们可以采取一些措施。

首先，需要对进水水质进行有效的控制和监测，尽量降低污水中重金属的含量。

其次，可以采用适当的药剂，如絮凝剂、沉淀剂等，加强污泥的沉淀和固液分离，以降低重金属在污泥中的含量。

此外，还可以将污泥进行热处理或焚烧，以提高重金属的稳定性和固化效果。

在未来的发展中，我们需要对我国城市污水处理厂污泥中重金属的分布特征和变化规律进行更加深入的研究。

这有助于我们更好地了解重金属对环境和生态系统的影响，并采取相应的措施，以保护环境和人类健康。

《2024年城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征》范文

《城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业化的深度发展，城市污水处理问题愈发凸显。

污水处理厂在处理城市污水的过程中，产生大量的污泥，这些污泥中含有丰富的重金属元素。

这些重金属不仅可能对环境造成二次污染，还可能对生态系统和人类健康构成潜在威胁。

因此，了解城市污水处理厂污泥中重金属的污染状况及特征，对于环境保护和生态安全具有重要意义。

二、城市污水处理厂污泥重金属污染状况1. 现状概述城市污水处理厂产生的污泥中普遍存在重金属污染问题，其中较为突出的有铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)等。

这些重金属往往来自城市生活污水、工业排放及管道腐蚀等途径，进入污水处理厂后随处理过程沉积在污泥中。

2. 浓度分布研究表明，不同城市的污水处理厂产生的污泥中重金属浓度存在一定的差异。

一般而言，镉(Cd)和铅(Pb)等毒性较强的重金属元素浓度较高。

不同地区的土壤和水源状况、污水处理厂的工艺水平以及排放的工业废水类型等都会影响污泥中重金属的浓度分布。

三、城市污水处理厂污泥中重金属的特征1. 地理分布特征由于地域差异和不同城市的环境状况，不同地区的污水处理厂污泥中重金属的地理分布特征不同。

例如，工业发达地区的污水处理厂污泥中重金属含量往往高于非工业区。

此外，河流、湖泊等水源地附近的污水处理厂，其污泥中重金属含量也可能受到水体中重金属迁移的影响。

2. 生物可利用性特征污泥中的重金属具有不同的生物可利用性特征。

一些重金属如镉(Cd)和铅(Pb)具有较高的生物可利用性，容易被生物体吸收并产生危害；而另一些如铁(Fe)和锰(Mn)等则相对稳定，不易被生物体吸收。

了解这些特征有助于评估污泥中重金属的环境风险和潜在危害。

四、影响污泥中重金属污染状况的因素1. 污水来源与成分污水来源和成分是影响污泥中重金属污染状况的重要因素。

工业废水和生活污水中含有的重金属种类和浓度直接影响污泥中重金属的含量和分布。

《2024年城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征》范文

《城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市污水处理厂在环境保护中扮演着至关重要的角色。

然而，污水处理过程中产生的污泥问题日益凸显，尤其是污泥中的重金属污染问题，已引起社会各界的广泛关注。

本文旨在探讨城市污水处理厂污泥的重金属污染状况及其特征，以期为污泥的处理与资源化利用提供科学依据。

二、城市污水处理厂污泥概述城市污水处理厂在处理城市污水时，会生成大量污泥。

这些污泥主要由有机物、微生物和重金属等组成，是污水处治过程中不可避免的副产品。

污泥中含有大量的营养成分，如有机碳、氮、磷等，但也伴随着潜在的环境风险，尤其是重金属污染问题。

三、城市污水处理厂污泥重金属污染状况（一）重金属来源城市污水处理厂中重金属主要来源于生活污水、工业废水以及管道和设备腐蚀等。

这些重金属在污水处理过程中难以完全去除，最终进入污泥中。

（二）污染程度不同地区、不同类型城市污水处理厂的污泥中重金属含量存在差异。

一般来说，常见的重金属如铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)等在污泥中的含量较高。

其中，某些重金属的含量可能超过国家相关标准的限值，表明存在明显的重金属污染问题。

四、城市污水处理厂污泥中重金属的特征（一）空间分布特征不同区域、不同类型城市污水处理厂的污泥中重金属的空间分布存在差异。

这主要与地区工业结构、居民生活习惯、气候条件等因素有关。

（二）时间变化特征随着城市化进程的推进和工业发展，污泥中重金属含量呈现逐年上升的趋势。

这表明城市污水中的重金属污染问题有加剧的趋势。

（三）环境风险特征污泥中的重金属具有潜在的环境风险。

当这些含重金属的污泥被不当地处理或利用时，可能导致土壤和地下水的重金属污染，进而影响生态环境和人类健康。

五、应对措施与建议（一）加强源头控制从源头上减少工业废水和生活污水中重金属的排放量，加强工业废水处理和监管力度，减少重金属进入污水处理厂的机会。

（二）优化处理工艺改进污水处理厂的工艺流程，提高对重金属的去除效率，减少污泥中重金属的含量。

《2024年城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征》范文

《城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅速发展，城市污水处理成为环境保护领域的重要议题。

污水处理厂在处理污水的同时，会产生大量污泥，其中包含着大量的重金属元素。

这些重金属元素可能因不当处理和处置而造成二次污染，对环境和人类健康构成潜在威胁。

因此，对城市污水处理厂污泥中的重金属污染状况及特征进行研究，对于环境保护和可持续发展具有重要意义。

二、城市污水处理厂污泥概述城市污水处理厂在处理污水过程中，通过物理、化学和生物等方法去除水中的污染物，同时产生大量污泥。

这些污泥主要由有机物、无机物、微生物等组成，其中含有一定量的重金属元素。

这些重金属元素主要来源于生活污水、工业废水以及管道腐蚀等。

三、污泥中重金属污染状况1. 常见重金属元素城市污水处理厂污泥中的重金属元素主要包括铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）等。

这些重金属元素由于不易降解，易于在生物体内累积，因此具有较大的生态风险和健康隐患。

2. 污染程度不同地区、不同类型城市污水处理厂的污泥中，重金属元素的含量和污染程度存在差异。

一般来说，工业发达地区的污水处理厂污泥中重金属含量较高，这主要与工业废水排放有关。

此外，不同季节、不同运行条件下，污泥中重金属的含量也会发生变化。

四、污泥中重金属特征分析1. 来源分析污泥中重金属主要来源于生活污水和工业废水。

生活污水中重金属含量相对较低，但覆盖面广；而工业废水中重金属含量较高，特别是某些特定行业的废水。

因此，城市污水处理厂的污泥中重金属的种类和含量与所在地区的产业结构密切相关。

2. 分布特征在污泥中，不同种类的重金属元素的分布特征不同。

一些重金属元素可能呈现出相对均匀的分布，而另一些则可能存在明显的空间分布差异。

此外，污泥中的重金属元素还可能受到pH值、温度、湿度等环境因素的影响，从而影响其分布特征。

五、结论与建议通过对城市污水处理厂污泥中重金属污染状况及特征的分析，我们可以得出以下结论：城市污水处理厂在处理污水过程中会产生含有一定量重金属元素的污泥，这些污泥的污染状况和特征受多种因素影响。

广州市不同来源污泥中重金属的含量和形态分布特征

广州市不同来源污泥中重金属的含量和形态分布特征刘敬勇;孙水裕【期刊名称】《中国有色金属学报（英文版）》【年(卷),期】2013(000)008【摘要】采集了广州市4个不同来源污水处理厂及1个工业废水处理厂的脱水污泥，分析污泥的理化性质参数和重金属(Zn、Cu、Pb、Cr、Ni、Mn、Cd)的含量，重点利用BCR法研究不同污泥中重金属的赋存形态。

结果表明，脱水污泥中有机质含量较高，并且富含N和P营养成分。

污泥中重金属含量差别较大，其中Mn、Zn、Cu含量高，其次是Ni、Pb、Cr，Cd含量最低，但5个不同来源污泥中重金属的含量都高出广州市农田背景值。

除了S1污水污泥中的Cu、Cd及S1、S2、S5污水污泥中的Ni外，其他污泥中重金属的含量都低于国家污泥农用控制标准(GB 18918-2002)。

BCR连续提取法表明，污泥中的Mn和Zn主要以酸可交换态及易还原态存在，Cu和Cr主要以可氧化态和残渣态存在，Pb大部分存在于残渣态，Ni和Cd的形态分布没有明显特征。

%Dewatered municipal sludge samples were collected from five municipal wastewater treatment plants (WWTPs) and one industrial WWTP in Guangzhou, China. A number of agricultural parameters and total metal concentrations in the sludge were determined. Metal speciation was also studied. The results showed that sewage sludge had high organic carbon, and was rich in such nutrients asN and P. The concentrations of Mn, Zn, and Cu were the highest, followed by Ni, Pb, and Cr, Cd had the lowest concentration. In addition, the concentrations of the aforementioned heavy metals in the sludge sampleswere higher than those recorded in the background data for crop soils. With the exception of Cu and Cd from site S1, and Ni from sites S1, S2, and S5, all other metal concentrations conformed to permissible levels prescribed by the national application standard of acid soil in China (GB 18918-2002). The results of the BCR sequential extraction showed that the concentrations of Mn and Zn were predominant in acid-soluble/exchangeable and reducible fractions. Cu was principally distributed in oxidizable and residual fractions, whereas Cr was present in oxidizable and residual fractions, Pb was found in the state of residual fractions, and the distribution of Ni and Cd did not show significant characteristics.【总页数】11页(P2397-2407)【作者】刘敬勇;孙水裕【作者单位】广东工业大学环境科学与工程学院，广州 510006;广东工业大学环境科学与工程学院，广州 510006【正文语种】中文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

珠三角城市污泥中的重金属特征

珠三角城市污泥中的重金属特征1 引言城市污泥土地利用在处理处置污泥的同时也能够达到改良土壤和提高农产品产量和品质的目的,是适合我国现阶段国情的污泥处理处置方式.然而,城市污泥中通常含有的重金属、有机污染物及病原体等种类繁多的毒害污染物却影响其安全农业利用.壬基酚(Nonylphenol,NP)是城市污泥中常见的有机污染物,是城市污泥安全农业利用需要主要考虑的典型有机污染物.2011年,我国NP产能达 4.7 万t·a-1,但NP仍然供不应求(中国石油和化学工业联合会信息与市场部,2011).大量的NP在生产、使用之后进入各种环境介质当中,将对环境及人类健康产生危害.NP被认为是有代表性的环境内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)和持久性有毒污染物(Persistent Toxic Substances,PTS),具有明显的生物毒性和雌激素效应.到目前为止,暂未有NP的替代品,作为工业原料的NP仍将不断向环境释放,同时由于其具有非常稳定的化学性质,不易降解,其作为环境激素的负面作用(如“致癌、致畸形、致突变”三致效应、内分泌干扰性等)就会不断表现出来.由于NP造成的环境危害与风险,同时被欧盟水框架指令(Water Framework Directive)及第三轮的欧盟关于污泥管理工作的文件(The Third Draft of the Working Document on Sludge of the European Union)划定为优控污染物(Priority Hazardous Substances,PHS);并且NP已经被列入到我国2015年新编订的危险化学品目录当中.国内外均有城市污泥中检出NP的报道,相关研究对加拿大和瑞士城市污水处理厂处理后的污泥进行分析表明,污泥中NP含量可高达1100 mg·kg-1.根据沈钢等的总结,世界范围内城市污泥中的NP含量一般在mg·kg-1量级,最高甚至可达10000 mg·kg-1.2007年,Lian等对北京的4个污水处理厂剩余污泥中NP的调查发现,NP含量范围为3.1~22.3 mg·kg-1.基于此,本文重点分析珠三角地区典型城市部分城市污水处理厂污泥中NP含量特征,同时,分析污泥中Cu、Pb、Cd及Zn 4种重金属及养分的含量特征,并对污泥中NP含量与主要理化性质及重金属含量进行相关性分析.2 材料与方法2.1 试剂材料与仪器试剂材料：壬基酚各种不同支链的同分异构体混合物 0.25 g,纯度100%,购于DrEhrenstorfer GmbH公司,标准样品英文名为Nonylphenol(technical);正己烷、二氯甲烷、乙醇(HPLC 级,安徽时联)、硅藻土(分析纯).仪器设备：冷冻干燥机(Christ,德国),臼式研磨仪(Retsch RM200,德国),ASE300 型加速溶剂萃取仪(美国Dionex公司),Agilent 1290 超高效液相色谱仪(Agilent,美国),Agilent 6420三重串联四极杆LC-MS/MS(Spark Holland 全自动在线固相萃取),5 mL 玻璃注射器(上海喻勉实验室设备有限公司),C18固相萃取小柱,0.22 μm PTFE滤膜.2.2 污泥样品采集样品采集于珠三角地区典型城市的13家污水处理厂,污水厂相关信息见表 1,采样时间为2014年11月.各污水处理厂脱水污泥样品采集至棕色样品瓶当中.同一个污水处理厂的样品分为两份,一份样品经风干后,研磨过20、100目尼龙筛,放进棕色信封待测常规指标;另一部分样品经冷冻干燥后,用臼式研磨仪进行研磨,放入棕色样品瓶放置于阴凉处待测NP.表 1 污水处理厂处理规模、污水来源和污水处理工艺2.3 污泥样品中NP的检测样品预处理：用分析天平称取污泥样品约10 g,记录具体值,用ASE300 型加速溶剂萃取仪进行萃取.样品放入加速溶剂萃取仪自带的10 mL不锈钢柱状容器中,加入适量的硅藻土充实体积,使得不锈钢容器处于较满状态.加速溶剂萃取仪装置中的溶剂为V(正己烷)∶V(二氯甲烷)=9∶1,压力为10.34×106 Pa,温度为110 ℃.每个固体样品萃取之后会获得50 mL 左右的液体样品,液体样品转入50 mL容量瓶瓶中,样品不足50 mL时用二氯甲烷定容到50 mL,盖上盖子密封;样品超出50 mL时,让其自行挥发至50 mL,盖上盖子密封.每个样品取出5 mL 转入试管中进行挥发,挥发后,再加入5 mL乙醇溶剂.用玻璃注射器抽取1.5 mL左右,过0.22 μm PTFE滤膜,注入1 mL进入上机样瓶.On-line SPE LC-MS/MS条件：在线固相萃取柱采用 C18 柱,分析柱采用poroshell 120 EC-C18(3.0 mm×100 mm×2.7 μm,美国 Agilent公司).在线固相萃取流动相为甲醇-水,流速 1.0 mL·min-1,分析柱所用流动相为甲醇-水,流速0.4 mL·min-1,进样体积为 50 μL,流动相程序见表 2.表 2 流动相梯度条件质谱检测器采用电喷雾离子化源(ESI),负离子方式检测;离子喷射电压3500 V;温度300 ℃;源内气体 1(GS1,N2),压力45×6.894×103 Pa;气体2(GS2,N2),压力45×6.894×103 Pa;干燥气10 L·min-1,雾化器 13.79×105 Pa;扫描方式为多重反应监测(MRM),具体参数见表 3.表 3 目标化合物MS/MS参数方法验证：用甲醇溶液将壬基酚(NP)标准品配制成待测的5、50、100、500、1000 μg·L-1标准系列溶液.经 On-line SPE LC-MS/MS 测定,以化合物的质量浓度(x,μg·L-1)为横坐标,峰面积(y)为纵坐标作图,绘制标准曲线.经标准曲线的绘制方法,得到的回归方程为y=148.7x+2233.1,线性范围为 5~5000 ng·L-1,可决系数大于0.999.该实验方法测定NP的检出限(LOD)为6 ng·L-1,以检出限(LOD)的4倍计算的定量限(LOQ)为24 ng·L-1,表明方法具有较高的灵敏度.方法回收率及精密度：取污泥样品按前处理步骤进行预处理,再按50 ng·L-1的添加量加入标准溶液,测定NP含量,进行3次重复,并进行回收率计算,污泥样品的回收率为77.8%±8.3%.2.4 污泥样品常规指标分析污泥样品的全氮、全磷、有机质、pH、电导率参照《土壤农业化学分析法》进行检测,污泥样品的全钾、全量Cu、全量Cd、全量Pb、全量Zn采用HCl-HNO3-HF-HClO4消煮-原子吸收光谱测定法(GB/T 17136—1991)进行检测.2.5 数据分析文中数据计算采用Excel2007完成,统计分析(含量箱式分析图、Spearman相关性分析)采用SPSS-StatisticsV19.0软件完成.3 结果与讨论3.1 典型有机污染物NP含量特征分析珠三角地区典型城市13家污水处理厂污泥中NP的含量见表 4.污泥中NP的含量在mg·kg-1量级,范围为0.45~65.17 mg·kg-1,平均值为10.87 mg·kg-1.与Lian等对北京4个污水处理厂剩余污泥中测得的NP含量范围(3.1~22.3 mg·kg-1)相比,在含量水平上具有一致性.此次调查数据与国外部分地区的污泥中NP含量进行比较(表 5),所调查的城市污泥中NP含量比国外部分地区相对较低.珠三角典型城市不同地区和污水处理厂污泥中的NP残留差异性很大,最大值与最小值相差倍数达145(图 1).这是由于污泥中NP的含量受许多因素影响,如各地区居民含壬基酚及壬基酚聚氧乙烯醚表面活性剂的使用量、季节气候、天气条件、污水处理厂的不同情况(服务的人口数、是否有工业废水进入、污泥稳定化技术等)、污泥自身的性质等.图 1的3个异常值中(即污泥NP含量较高的3家污水处理厂),有两家(I、M污水处理厂)污水处理厂有工业废水进入,表明工业废水是影响污水处理厂污泥中NP含量的一个重要因素.图 1污泥样中NP含量箱式分析图表 4 13家污水处理厂污泥中NP的含量表 5 不同国家污泥中NP的含量3.2 重金属含量特征分析此次调查的13个城市污泥中重金属含量情况见表 6.将本研究结果与《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中施用土壤(pH <6.5)限值(表 7)进行比较,Cu、Pb、Cd、Zn超标的污水处理厂个数分别为2、0、2、3个,并且这几家污水处理厂都没有工业废水进入.Cu和Zn 作为人体有益元素,在新修订的《食品中污染物限量》(GB2762—2012)中已取消了Cu和Zn的限值;再者,我国城市污泥Cu和Zn 含量较国外含量低,因此,污泥土地利用过程中Cu和Zn 的风险相对较低(郭广慧等,2014).郭广慧等(2014)的研究数据与酸性土壤(pH<6.5)的控制限值相比,Cd 的超标率最高为27.4%.本次研究也发现在13家污水处理厂中有两家Cd超标,因此,污泥在酸性土地利用中应关注Cd.表 6 珠三角污水处理厂污泥重金属含量表 7 不同标准中相关重金属的限值本研究与其他研究相比(表 8),Cu、Pb、Zn的含量较高,Cd的含量较低.郭广慧等的研究结果表明,城市污泥中Cu、Pb、Zn、Cd的含量处于降低趋势,但本次研究Cu、Pb、Zn的含量仍较高,原因可能是本次研究的采样时间为枯水期(11月),污泥中重金属含量会普遍偏高.在姚金玲等的研究中发现,工业污水进水比例越高,污泥中重金属质量分数一般也越高.但在本次研究中未发现工业废水比例对污泥中重金属含量具有较大影响,原因可能是相对于工业废水比例来说,工业废水的种类对污泥中重金属含量影响更大.表 8 不同研究污泥中重金属的含量3.3 污泥中有机质及养分特征分析此次调查的13个城市污泥中有机质及养分含量见表 9,并与前人的研究结果进行了比较(表 10).相比于2006年全国范围内研究来看,本次研究的污泥样品中有机质、TP、TK的含量都有所升高,这与之前研究者的判断相一致.原因是本次研究的地区为经济较发达地区,人民生活水平较高,饮食品质高,那么城市污泥中有机质、磷含量普遍偏高.TN相比之前的研究都有所降低,与之前研究者的判断有所不同,原因需要进一步分析.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。

广州城市污泥中重金属形态特征及其生态风险评价

第35卷第2期2014年2月环境科学ENVIRONMENTAL SCIENCEVol.35,No.2Feb.,2014广州城市污泥中重金属形态特征及其生态风险评价郭鹏然1,雷永乾1,蔡大川1,张涛2,吴锐1,潘佳钏1(1.中国广州分析测试中心,广州　510070;2.中山大学环境科学与工程学院,广州　510275)摘要:分析了广州市4个不同来源的城市污水处理污泥中重金属含量,考察了污泥样品中重金属形态分布和生物可利用性,并分别利用风险评价指数(RAC)和固废重金属毒性浸出方法评价了污泥中重金属生态危害风险和浸出毒性风险.结果表明,污泥样品中Cu、Cr、Pb 和Zn 含量较高,不同来源污水处理污泥中重金属含量差别较大.污泥样品中重金属绝大部分以非稳定态存在,酸性污泥中可迁移的酸溶态重金属比例较高.由单一萃取结果,1mol ·L -1NaOAc 溶液(pH 5.0)和0.02mol·L -1EDTA +0.5mol ·L -1NH 4OAc 溶液(pH 4.6)分别对酸性和碱性污泥中生物可利用态重金属具有较好的萃取能力.污泥酸性越强,其中生物可利用态重金属比例越大.污泥中重金属的迁移能力使其处于高生态危害风险程度;重金属的生物可利用性使酸性污泥大多处于极高危害风险程度,而使碱性污泥大多处于中等危害风险水平.除城市污水处理污泥外,污泥样品中重金属具有高的浸出毒性风险,萃取重金属生物可利用态后,污泥仍具有高浸出毒性风险,但由于浸出毒性风险降低使部分污泥可进行填埋处置.关键词:城市污水污泥;重金属;形态特征;生态危害风险;浸出毒性中图分类号:X703;X820.4　文献标识码:A　文章编号:0250⁃3301(2014)02⁃0684⁃08收稿日期:2013⁃05⁃17;修订日期:2013⁃08⁃02基金项目:广东省科技计划项目(2010B031000015,2011A030200001);珠江科技新星专项(2012J2200054)作者简介:郭鹏然(1978~),男,博士,副研究员,主要研究方向为重环境毒害物质的分析和环境化学行为,E⁃mail:prguo@Characteristics of Speciation and Evaluation of Ecological Risk of Heavy Metals in Sewage Sludge of GuangzhouGUO Peng⁃ran 1,LEI Yong⁃qian 1,CAI Da⁃chuan 1,ZHANG Tao 2,WU Rui 1,PAN Jia⁃chuan 1(1.China National Analytical Center (Guangzhou ),Guangzhou 510070,China;2.School of Environmental Science and Engineering,Sun Yat⁃sen University,Guangzhou 510275,China)Abstract :Contents of heavy metals in different sewage sludges were analyzed and the speciation distribution and bioavailability of heavy metals were investigated,and the risk assessment code (RAC)and toxicity characteristic leaching procedure for solid waste were used to evaluate the potential ecological risk and leaching toxicity risk of heavy metals in sludge samples,respectively.The results showed that contents of Cu,Cr,Pb and Zn were high and presented a great difference by different sources in sewage sludges.Most of heavy metals existed in non⁃residual fractions and percentages of the mobile fraction (acid soluble fraction)of heavy metals in acidicsludge were higher.According to the results of single extraction,1mol ·L -1NaOAc solution(pH 5.0)and 0.02mol·L -1EDTA +0.5mol ·L -1NH 4OAc solution(pH 4.6)were suitable for evaluating bioavailable heavy metals in acidic and alkaline sludge,respectively.Percentages of bioavailable heavy metals were higher with the stronger of sludge acidity.The mobile ability of heavy metals resulted in the high ecological risk of sludge samples,and the bioavailability of heavy metals caused acidic sludges with a very high ecological risk but alkaline sludges with the middle ecological risk.Leaching toxicity risk was very high in sludge samples except domestic sewage sludge.After the removal of bioavailable heavy metals,leaching toxicity risk of sludge samples was still high in spite of its decrease;however,part type of sludges could be implemented landfill disposal.Key words :sewage sludge;heavy metals;speciation characteristics;ecological harm risk;leaching toxicity 污水处理过程中产生的污泥,是多种菌胶团与其吸附的有机和无机物组成的集合体[1].随着我国城市污水处理率的不断提高,污泥的产量也随之不断增大.到2010年底,全国城镇污水处理量有343亿m 3,每年产出的脱水污泥接近2200万t,其中有80%未得到处理.大量来自生活和工业生产的重金属在污水处理过程中,50%~80%以上会通过吸附或沉淀而转移浓缩到污泥中[2].由于污泥中含有大量的有机质和养分元素,污泥种植利用成为一种最具成本效益的处置方法[3~5].然而,污泥在种植利用过程中,可迁移重金属会释放进入生态环境,重金属生物可利用部分会被植物吸收利用,对生态环境和人体健康造成危害风险.而且,由于污泥长期暴露在环境中,重金属元素的不稳定形态(如可迁移的酸溶态、还原态、氧化态等)会逐渐释放进入环境介质,致使重金属在污泥作为种植泥质利用时会产生生态危害风险[6].污泥中重金属的生物可利用2期郭鹏然等:广州城市污泥中重金属形态特征及其生态风险评价性、存在形态及其生态危害风险程度限制其大规模土地利用.为了降低污泥利用时有害重金属的影响,目前常采用有机酸和螯合剂EDTA等对污泥重金属进行化学淋洗去除[7,8].化学淋洗虽然能将污泥中生物可利用态或可迁移态除去,但污泥在种植利用过程中仍会存在浸出毒性风险,危害生态环境.因此,本研究针对广州市不同类型城市污水处理污泥,考察了污泥中重金属含量、存在形态及其潜在生态危害风险;分析了污泥中重金属生物可利用态去除前后重金属浸出毒性风险的变化,以期为城市污水处理污泥的无害化处置和资源化利用提供了科学依据. 1　材料与方法1.1　污泥样品的采集与预处理污泥样品采自广州4种不同类型的污水处理所产生的污泥,包括生活污水处理污泥(LDW)、化工废水处理污泥(NSW),电镀废水处理污泥(DDW)和造纸废水处理污泥(ZZW),这些污泥目前处置方式除LDW做建筑材料外,其它污泥皆是填埋. 2012年两次从污泥处置车间各采集脱水后湿污泥样,混匀后用聚乙烯袋封口保存.形态和浸出毒性分析之前放在冰箱中4℃保存.取部分污泥样品置于阴凉、通风处晾干,用玻璃棒压散,于烘箱中(100±5)℃干燥4h后,用四分法多次筛选后取30g污泥样品,用玛瑙研钵磨至样品全部通过150μm(100目)尼龙筛,装入密封袋备用.1.2　污泥理化性质测定分别采用烘干法、电位法、外加热容量法、乙酸铵法、开氏法和钼锑抗比色法测定采集的污泥和萃取过的污泥样品的含水率、pH值、有机质(OM)、阳离子交换量(CEC)、总氮(TN)、总磷(TP)和总钾(TK)含量[9].1.3　污泥中重金属总量测定分别称取0.5000g干污泥样品置于50mL的玻璃消解管中,加入10mL的HNO3浸泡过夜,再加入0.5mL高氯酸,在石墨消解仪上130℃加热消解至溶液剩余2~3mL时,将溶液倒入容量瓶中,用去离子水定容至刻度线.取部分消解液加入盐酸羟胺,直到溶液反应平衡.将两种消解液同时采用微波等离子体发射光谱(MP⁃AES,配MSIS系统, Agilent MP4100)测定污泥中重金属(As、Hg、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni和Zn)含量.每个样品平行消解3份,同时带流程空白.实验用酸皆为优级纯,水为超纯水.分析过程中用土壤成分分析标准物质GBW07401和GBW07406进行质量控制,其分析结果与标准值差异小于10%.1.4　污泥中重金属生态危害风险重金属对生态环境的毒性依赖于其迁移行为和被吸收利用程度[10],而重金属的迁移能力和生物可利用性分别由重金属的赋存形态和生物可利用性大小决定[11,12].因此本研究从重金属的迁移风险和生物可利用性风险两方面评估污泥中重金属的生态危害风险.1.5　污泥中重金属的赋存形态特征污泥中重金属形态采用欧共体标准化局提出的BCR法[11]分析.BCR程序将重金属顺序提取为4种形态,分别为酸溶态(F1,主要为可交换态和碳酸盐结合态):采用0.11mol·L-1乙酸按样液比1(g)∶40(mL)室温下振荡萃取16h;还原态(F2,铁锰氧化物结合态):采用0.1mol·L-1NH2OH·HCl (pH=2.0)溶液按样/液=1/40室温下振荡萃取16h;氧化态(F3,有机质与硫化物结合态):先用8.8mol·L-1H2O2(pH=2.5)按样液比1/20在85℃水浴2h,之后用1mol·L-1NH4Ac(pH=2.0)按样液比1/50室温下振荡萃取16h;残渣态(F4):按总量分析消解法处理.称取适量的湿污泥样品于100mL的PE离心管中,采用上述BCR法萃取操作连续提取污泥中重金属各形态,离心后上清液用0.45μm滤膜过滤.每步残渣用DDW离心清洗后进行下一步萃取.MP⁃AES测定上清液中Cu、Cr、Pb和Zn.各形态含量以湿沉积物含水率校正.每个样品平行萃取3次.污泥中可迁移重金属部分包括溶液中水合重金属离子、在固相上专性吸附重金属离子及与碳酸盐矿物共沉淀金属离子,即为重金属酸溶态,这部分重金属可被0.11mol·L-1的HOAc完全萃取出来[13].因此污泥中重金属酸溶态大小决定其中重金属的迁移风险程度.1.6　污泥中重金属生物可利用态萃取土壤中金属元素生物可利用态的提取剂大致有三类:以无机盐为主的提取剂,使用浓度较大,在性质上代表了金属元素的阳离子可代换部分;弱酸类,在性质上模拟了植物根系有机酸分泌所造成的微酸性环境;有机络合物,使用浓度较低,在性质上模拟了植物根系有机酸分泌物对金属元素吸附的部分[12,14].称取采集的污泥湿样各6g 于50mL的离心管中,按萃取液与污泥干重比12586环境科学35卷L∶1kg加入不同类型的萃取剂溶液(表1),萃取污泥中生物可利用态重金属[15].样品溶液充分摇匀后将离心管放置于回旋式振荡器,转速为230 r·min-1,振荡5h,离心分离后,用0.45μm滤膜过滤萃取液到PE小瓶,采用原子吸收光谱法(AAS,福立AA1700)测定萃取液中重金属的浓度,以干重计算污泥中重金属生物可利用态含量.每个样品平行萃取3次.表1　萃取溶液的性质Table1　Characteristics of extraction solutions编号1)试剂类型pH Extr⁃A1mol·L-1CH3COONH4+CH3COOH缓冲盐7 Extr⁃B0.02mol·L-1EDTA+0.5mol·L-1CH3COONH4络合剂+有机酸盐4.6 Extr⁃C0.1mol·L-1CaCl2无机盐5.55 Extr⁃D0.05mol·L-1EDTA有机络合剂4 Extr⁃E0.02mol·L-1柠檬酸有机酸6 Extr⁃F1mol·L-1NaOAc有机酸盐5 1)Extr⁃A~Extr⁃F分别为萃取剂A、B、C、D、E和F1.7　污泥中重金属浸出毒性分析本研究模拟处置环境特点(南方地区多酸雨),考察污泥中重金属浸出毒性状况.分别称取污泥湿样和生物可利用态萃取后污泥样品各10g,按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299⁃2007),以硝酸/硫酸混合溶液为浸提剂,模拟废物在填埋处置、堆存或土地利用时,其中的有害组分在酸性降水的影响下,从废物中浸出而进入环境的过程.采用MP⁃AES测定浸提消解液中重金属浓度,评估浸出环境风险.2　结果与分析2.1　污泥样品的理化性质特点污泥样品的理化性质及含量见表2.除造纸废水处理污泥外,其它脱水污泥含水率较高,达到75%以上.生活污水处理污泥(LDW)和化工废水处理污泥(NSW)呈酸性,电镀废水处理污泥(DDW)和造纸废水处理污泥(ZZW)呈碱性.不同类型污泥中成分含量差别较大,其中LDW中TN、TK和OM 含量较高,碱性污泥中TN和OM含量较低.NSW 由于酸性较大造成阳离子流失较多,其它污泥中阳离子交换量皆高于10cmol·kg-1.2.2　污泥中重金属含量污泥样品中As、Hg、Ni和Cd含量较低而未检出,污泥农用标准中其它控制的重金属含量结果见表3.化工废水处理污泥(NSW)中Cr和电镀废水处理污泥(DDW)中Cu含量都高于污泥农用标准中重金属限定值(表4);生活污水处理污泥(LDW)中表2　污泥的理化性质及养分含量Table2　Physico⁃chemical properties of sewage sludge样品pH值含水率/%TN/%TP/%TK/%OM/%CEC/cmol·kg-1 LDW5.0576.83.880.161.2010.517.4 NSW3.4874.82.293.590.311.198.69 DDW9.0484.70.451.861.738.1413.4 ZZW7.4948.50.610.080.977.0411.7表3　污泥样品中重金属总量及相关污泥中重金属含量1)/mg·kg-1Table3　Total concentration of heavy metals in sewage sludge samples and other related sludge/mg·kg-1样品Zn Cu Pb Cr合计LDW4543749.102101043 NSW50.03601.6642884700 DDW507243671.54373441 ZZW22930273.22.34606 GZSS[16]60914669.951.9GZZZS[16]717175ND19.4GZHCS[16]94612533.4185GZAS[17]84.7334071.41)GZSS、GZZZS和GZHCS分别为广州生活污水处理厂污泥、广州造纸厂污泥和广州河涌污泥,污泥样品为2009年采集[16],GZAS为广州农田土壤均值[17];ND:未检出6862期郭鹏然等:广州城市污泥中重金属形态特征及其生态风险评价表4　污泥标准中重金属控制限值/mg·kg-1Table4　Limit values of heavy metals in the sewage sludge standards/mg·kg-1标准项目Zn Cu Pb Cr农用泥质标准1)A级1500500300500 B级3000150010001000园林绿化用泥质标准2)pH<6.52000800300600 pH≥6.54000150010001000绿化种植土壤标准3)pH<6.5400300350200 pH≥6.54503504502501)CJ/T309⁃2009;2)GB/T23486⁃2009;3)CJ/T340⁃2011的Ⅲ级标准重金属含量满足园林绿化和农用泥质标准的限量要求,但Zn和Cu含量高于绿化种植土壤标准限值,因此污泥样品种植利用时可能存在生态危害风险.LDW中Cu和Cr含量相比之前污泥样品[16]较高,且高于广州河涌污泥中含量[16].ZZW中重金属含量较低,但Cu和Pb含量高于之前造纸厂废水污泥和广州河涌污泥中含量[16].2.3　污泥中重金属形态分布不同类型污泥中重金属形态分布见表5.不同类型污泥中重金属赋存形态分布差别较大.酸性污泥LDW和NSW中,Zn主要以酸溶态存在,占总量64%~73%,LDW中酸溶态Zn含量高达330 mg·kg-1;碱性污泥DDW和ZZW中,Zn主要以酸溶态和氧化态存在,占总量26%~43%.污泥中Cu 主要以酸溶态和氧化态存在,其中酸性污泥中比例较高,但受Cu污染的碱性污泥DDW中酸溶态Cu 高达785mg·kg-1.污泥中虽然酸溶态Pb比例较高但总量较低,ZZW中酸溶态Pb含量较高为35 mg·kg-1.污泥中Cr主要以酸溶态和氧化态存在, 表5　污泥中重金属形态分布/mg·kg-1 Table5　Distribution of heavy metals’speciation in sludge/mg·kg-1样品形态Zn Cu Pb CrF13301522.9575.5LDW F218.725.91.4623.1F377.21622.0676.8F428.134.12.6334.6F132.02160.973458NSW F27.2249.00.23196F34.7235.30.2175.0F46.0659.70.25559F115778524.2139DDW F267.837019.6127F321986914.4117F463.241213.353.7F160.097.035.00.70ZZW F238.026.03.900.20F387.012624.01.00F444.053.010.30.44酸溶态占总量的30%以上,特别是受Cr污染的NSW中酸溶态Cr占总量80%,含量高达3458 mg·kg-1.2.4　污泥中重金属的生物可利用态萃取不同类型萃取剂对污泥中重金属生物可利用态萃取结果见图1.比较Extr⁃A、Extr⁃B、Extr⁃D和Extr⁃F萃取量发现,含酸性乙酸盐萃取剂(Extra⁃A、B和F)对酸性污泥LDW和NSW中重金属具有较强的萃取能力.其中,1mol·L-1NaOAc溶液(pH 5.0)对酸性污泥中重金属萃取量较高.由Extr⁃A、Extr⁃D和Extr⁃F对污泥中重金属皆有较大萃取量,表明酸性乙酸盐和EDTA对碱性污泥DDW和NSW 中重金属都具有较强的萃取能力.其中联合萃取剂0.02mol·L-1EDTA+0.5mol·L-1NH4OAc溶液(Extra⁃B)对碱性污泥中重金属萃取量较高.据生物可利用态重金属最大萃取量,LDW中Cu、Cr和Zn生物可利用态分别为重金属总量的28.1%、4.8%和70.9%;NSW中Cu、Cr和Zn生物可利用态分别为总量的65.5%、86.0%和66.4%;DDW中Cu、Cr、Pb和Zn生物可利用态分别占总量的27.7%、24.9%、24.9%和29.8%; ZZW中Cu、Pb和Zn分别占总量的33.1%、46.0%和19.2%.总体而言,污泥酸性越强,其中重金属的生物可利用性越高,这与重金属形态可迁移性一致.2.5　污泥中重金属生态危害风险重金属生态危害风险由其迁移能力和生物可利用性决定.土壤和沉积物中重金属潜在生态危害风险评价常用Hakanson指数法[18],然而由于污泥样品由不同来源污水和废水处理产生,因此难于选择确定合适的背景值用于评价.在沉积物中重金属与水相平衡过程中,酸溶态重金属(即可迁移态)是其最易于迁移的存在形态,较易对生态环境产生危害.因此基于重金属酸溶态与总量比值的风险评价786环境科学35卷图1　不同类型萃取剂对污泥中重金属萃取量Fig.1　Extraction concentrations of heavy metals in sewage sludge by different extractants指数(risk assessment code,RAC)被用于评价沉积物中重金属基于迁移的生态危害风险[10,19].RAC =([M]酸溶态/[M]总量)×100%,RAC<1、1~10、11~30、31~50和>50所对应的风险级别分别为Ⅰ(无)、Ⅱ(低)、Ⅲ(中)、Ⅳ(高)和Ⅴ(极高)风险[10].由于重金属生物可利用态与可迁移态的从底泥固相释放方式相似,且所提取重金属大部分相同,因而采用重金属生物可利用性产生的生态危害风险也用RAC法计算.因为生态危害与重金属存在形态相关而与背景值无关,RAC相比Hakanson 指数法较适于污水处理产生污泥中重金属的迁移风险和生态危害风险评价.污泥样品中重金属潜在生态危害风险评价结果见图2.除ZZW中Zn处于中等迁移风险外,污泥样品中其它重金属皆处于高迁移风险水平,特别是LDW中Zn和NSW中重金属,迁移风险处于极高程度.根据生物可利用性评价,由于LDW中Zn和NSW中重金属的生物可利用性高造成污泥处于极高水平生态危害风险,与迁移风险评价结果一致; ZZW中Cu和Pb处于高生态危害风险污泥水平; DDW中重金属的生物可利用性危害风险处于中等程度,相比迁移风险程度稍低.总之,污泥样品中重金属无论迁移性或生物可利用性,所造成生态危害风险都应予以重视.2.6　污泥中重金属的毒性浸出风险不同类型污泥样品中重金属浸出量见表6.从表6　原污泥和萃取后污泥中重金属浸出浓度/mg·kg-1Table6　Leaching concentrations of heavy metals in bulk and extracted sludge samples/mg·kg-1样品项目Zn Cu Pb Cr LDW萃取前9.17.80.48.6萃取后4.84.0ND3.2 NSW萃取前2344ND124萃取后1115ND70 DDW萃取前755141.43.2萃取后29850.8ND ZZW萃取前52ND7.82.8萃取后45ND4.81.5国标限定值1)100100515 8862期郭鹏然等:广州城市污泥中重金属形态特征及其生态风险评价图2　不同类型污泥中重金属生态危害风险程度Fig.2　Degree of ecological harm risk of heavy metalsin different sludge samples中可知,除LDW 外,其它污泥样品在生物可利用态萃取前处置时,NSW 中Cr、DDW 中Cu 和ZZW 中Pb 的浸出浓度高于毒性浸出标准限值,因而具有浸出毒性危害风险,无论种植利用或填埋时皆会造成环境污染.3　讨论不同类型的城市污泥样品中重金属可迁移态(酸溶态)皆以较高比例存在,酸性污泥中重金属可迁移态比例相比碱性污泥较高.酸性污泥中酸溶态为重金属主要存在形态,特别是化工废水污泥(NSW);污泥样品中绝大部分重金属以非稳定态(酸溶态、还原态和氧化态之和)存在,这表明城市污泥中重金属具有较强的迁移能力,且环境条件变化时污泥中大量重金属会释放出来迁移到生态环境,污泥样品具有较高潜在生态危害风险.对于污泥中生物可利用态重金属的萃取,1mol ·L -1NaOAc 溶液(pH 5.0)的弱酸性模拟了植物根系有机酸分泌所造成的微酸性环境,H +酸溶作用可将污泥中与碳酸盐矿物共沉淀金属离子溶解释放到溶液中;而高浓度Na +通过离子交换作用可将固相上以离子交换作用吸附的重金属置换到溶液中;CH 3COO -较强的负电性通过与酸性污泥中重金属阳离子结合,模拟了植物根系分泌物对金属元素吸附,因而酸性乙酸盐对污泥中重金属生物可利用态具有较好的萃取能力.由于NH 4OAc 类似NaOAc 萃取能力,且EDTA 对碱性污泥具有酸溶解和络合稳定作用,因而0.02mol ·L -1EDTA +0.5mol ·L -1NH 4OAc 溶液(pH 4.6)对碱性污泥具有较好提取能力.EDTA 对有机质结合态重金属具有一定萃取能力[13],但由碱性污泥中重金属生物可利用性风险与迁移性风险结果相当甚至会较低(图2),表明EDTA 对有机质结合态影响可以忽略.酸性污泥LDW 和NSW 中重金属可迁移态和生物可利用态比例较高,从而致使它们处于高风险水平.由于H +酸化溶解作用使酸性较强NSW 污泥中重金属主要以可迁移态存在,且重金属生物可利用性很高.LDW 中较高含量CEC 对萃取缓冲作用和较高含量OM 对Cu 和Cr 较强吸附作用,致使其中重金属生物可利用态稍低.虽然强碱性条件对有机质具有分解作用,但碱性污泥DDW 和ZZW 中重金属氧化态比例较高,表明碱性城市污泥中有机质对污泥中重金属离子的吸附能力仍较强,使重金属可迁移态转化为氧化态,从而使碱性污泥中重金属迁移风险相比酸性污泥较低,但仍具有中等以上风险水平.总体而言,污泥中重金属生态危害风险NSW >LDW >ZZW >DDW,与污泥中重金属总量顺序(NSW >DDW >LDW >ZZW)并不一致,表明污泥中重金属生态危害风险并不由重金属总量决定,更大程度上有赖于重金属可迁移态和生物可利用态含量.萃取生物可利用态后,酸性污泥pH 值升高而碱性污泥pH 值降低(表7),污泥中CEC 由于萃取时离子交换损失而明显降低;污泥中TK 和酸性污泥中TP 由于淋滤作用而降低;污泥中OM 和碱性污泥中TN 无明显变化,表明萃取剂在污泥中持留量很少,萃取剂从污泥中所释放的生物可利用态重金属也几乎全部进入萃取溶液而除去.电镀废水处理污泥(DDW)中生物可利用态Cu 萃取去除后,污泥中Cu 仍高于农用泥质或绿化泥质标准限量,由于污泥中Cu 浸出浓度低于标准限值(表6),DDW 中生物可利用态Cu 萃取后可进行无害化填埋.值得注意的是,NSW 中生物可利用态Cr 萃取后其含量虽然达到种植利用泥质标准,但由于Cr 浸出浓度较高而存在生态危害风险.986环境科学35卷表7　污泥样品萃取净化后重金属总量及养分含量Table 7　Concentration of heavy metals and nutritional components in the extracted sludge samples样品重金属/mg ·kg -1CuCr Pb ZnpHTN /%TP /%TK /%OM /%CEC /%LDW 269198ND 1325.513.180.220.3111.411.7NSW124600ND16.85.281.343.080.088.166.75DDW 176132853.73565.210.551.810.132.016.50ZZW 202ND 39.51855.660.800.100.106.567.164　结论(1)不同来源城市污水处理污泥中重金属含量差别较大,工业废水处理污泥中重金属总量相比生活污水处理污泥一般较高.来源于电镀废水和化工废水处理污泥中重金属含量超过园林绿化和农用泥质标准的限值,来源于生活污水处理厂污泥和造纸废水处理污泥中重金属含量较低,但超过当地农田土壤中重金属均值.(2)不同来源城市污水处理污泥中重金属形态分布差别较大.污泥样品中重金属绝大部分以非稳定态存在,其中酸性污泥中可迁移态重金属比例较高,特别是化工废水污泥中重金属绝大部分以可迁移态存在;碱性污泥中可迁移态和氧化态为重金属主要存在形态,电镀废水污泥中还原态重金属也较多.污泥样品中重金属可迁移能力较强.(3)1mol ·L -1NaOAc 溶液(pH 5.0)对酸性污泥中生物可利用态重金属具有较好的萃取能力,0.02mol ·L -1EDTA +0.5mol ·L -1NH 4OAc 溶液(pH 4.6)对碱性污泥中生物可利用态重金属具有较好的提取能力.污泥酸性越强,其中生物可利用性越高,造成污泥潜在生态危害风险也越大.酸性较强的NSW 中重金属以生物可利用态较高,污泥处于很高危害风险水平,碱性较强的DDW 中重金属生物可利用态稍低,污泥处于中等危害风险水平.污泥样品中重金属生物可利用性较高.(4)除城市污水处理污泥外,其它污泥样品中重金属皆具有高的浸出毒性危害风险.除去生物可利用态后,化工废水污泥和电镀废水污泥仍具有高浸出毒性风险,由于其毒性浸出风险降低,部分污泥可进行填埋处置.参考文献院[1]　Smith S R.A critical review of the bioavailability and impacts ofheavy metals in municipal solid waste composts compared tosewage sludge [J].Environmental 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Hydrology,2005,312(1⁃4):14⁃27.欢迎订阅2014年《环境科学》《环境科学》创刊于1976年,由中国科学院主管,中国科学院生态环境研究中心主办,是我国环境科学学科中最早创刊的学术性期刊.《环境科学》自创刊以来,始终坚持“防治污染,改善生态,促进发展,造福人民”的宗旨,报道我国环境科学领域内具有创新性高水平,有重要意义的基础研究和应用研究成果,以及反映控制污染,清洁生产和生态环境建设等可持续发展的战略思想、理论和实用技术等.《环境科学》在国内外公开发行,并在国内外科技界有较大影响,被国内外一些重要检索系统收录,如美国医学索引MEDLINE;美国化学文摘CA;俄罗斯文摘杂志AJ;美国生物学文摘预评BP;美国医学索引IM;日本科学技术情报中心数据库JICST;英国动物学记录ZR;剑桥科学文摘(CSA):Environmental Sciences;剑桥科学文摘(CSA):Pollution Abstracts;剑桥科学文摘(CAS):Life Sciences Abstracts等;国内的检索系统有中国科技论文统计与引文数据库(CSTPCD);中文科技期刊数据库(维普);中国期刊全文数据库(CNKI);数字化期刊全文数据库(万方);中国科学引文数据库(CSCD);中国生物学文摘等.全国各地邮局均可订阅,如有漏订的读者可直接与编辑部联系,办理补订手续.《环境科学》2014年为大16开本,90元/册,全年12期.国内统一刊号:CN11⁃1895/X　国际标准刊号:ISSN0250⁃3301国外发行代号:M205　国内邮发代号:2⁃821编辑部地址:北京市海淀区双清路18号(2871信箱)　邮编:100085电话:010⁃62941102;传真:010⁃62849343;E⁃mail:hjkx@;网址:196。

广州市主要湖泊沉积物重金属污染与生态风险评价

广州市主要湖泊沉积物重金属污染与生态风险评价马舒欣;乔永民;唐梦瑶;杨洪允【摘要】对广州市主要湖泊表层沉积物重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量及其空间分布特征进行分析,并采用地累积指数法、富集系数法和潜在生态风险指数评价重金属污染现状和潜在生态风险.结果表明,广州市主要湖泊沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量范围分别为0.50～6.90、36.00～197.40、32.35～432.00、17.35～155.50、32.50～162.70和71.83～853.40 mg·kg-1,平均值分别为2.54、92.27、165.20、70.21、90.48和447.88 mg·kg-1,明显高于广东省土壤重金属背景值.在空间分布上表现为白云湖和东山湖重金属含量高于流花湖和花都湖;地累积指数和富集系数评价结果表明,各重金属污染程度表现为Cd>Cu>Zn>Ni>Pb>Cr;潜在生态风险指数评价结果表明,Cd为主要生态风险因子,其中白云湖和东山湖重金属污染达到极严重生态风险水平,流花湖和花都湖为严重生态风险水平;多元统计分析结果表明广州市湖泊重金属污染来源主要为城市地表径流和工业、生活污水直接或间接排放.【期刊名称】《生态与农村环境学报》【年(卷),期】2019(035)005【总页数】8页(P600-607)【关键词】广州市;湖泊沉积物;重金属;风险评价【作者】马舒欣;乔永民;唐梦瑶;杨洪允【作者单位】暨南大学水生生物研究所,广东广州 510632;暨南大学水生生物研究所,广东广州 510632;暨南大学水生生物研究所,广东广州 510632;暨南大学水生生物研究所,广东广州 510632【正文语种】中文【中图分类】X82重金属是典型环境污染物，具有污染持久性、高毒性和生物累积性等特征。

快速的城市化和工业化发展导致包括重金属在内的大量污染物被排入环境中，造成严重污染问题［1-3］。

城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征分析

城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征分析发表时间：2019-08-08T09:13:36.627Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：李晟[导读] 摘要：污水处理厂是一类极为重要的水处理工厂，对城市经济、发展和安全有着关键性的作用，是实现我国可持续发展不可缺少的一个重要环节。

天津创业环保集团股份有限公司津沽污水处理厂 300380摘要：污水处理厂是一类极为重要的水处理工厂，对城市经济、发展和安全有着关键性的作用，是实现我国可持续发展不可缺少的一个重要环节。

污水处理厂可以对各类污水进行处理，在处理污水的过程中会难免会产生污泥重金属，其对于环境具有很强的污染性。

在污水的处理厂内，需要对这些污泥里面的重金属进行优化处理，使其符合标准。

关键词：污水处理厂；污染现状；重金属污染特征如今，城市污水处理厂中污泥的处理已经成为了环保部门的重要研究话题，污泥中的成分是比较复杂的，尤其是污泥中的重金属最为特殊，如果对污泥里的重金属处理不当的话，不仅会对环境造成污染，还会对人类健康造成极大的伤害。

1.采用ICP-MS方法分析污泥重金属污染状况采用ICP-MS分析法测定了我国3个典型沿海城市广州、青岛、上海等共13个污水处理厂污泥的7种重金属含量，并2011年和2018年的测量数据进行了对比，以了解我国部分沿海城市污水处理厂重金属污染状况、变化趋势和处置方案。

测量结果表明，在我国这些沿海城市之中污泥重金属污染分布存在着很大的差异，7种重金属平均含量大小顺序为Cr>Zn>Cu>Pb>As>Hg>Cd，Cr、Cu和As的含量超出了《城镇污水处理厂污染物排放标准》，污染相当严重。

相对于以前，我国沿海城市之中污泥中Zn的含量明显的减少，Pb、Hg和Cd的含量并没有较明显的变化，但Cr、Cu、As相比较均明显增加。

各区域的各种类型的污水处理厂中城市污泥之中重金属含量的分析表明，其来源于工业废水的城市污泥之中Zn、Cu和Hg的含量在生活污水之中较多，在上海污水处理厂的城市污泥之中Cr、Pb、As、Hg和Cd的含量相比较均高于广州和大连。

广州市生活垃圾典型重金属污染及生态风险评价

广州市生活垃圾典型重金属污染及生态风险评价唐志华;呼和涛力;熊祖鸿;郭华芳;陈勇;房科靖【期刊名称】《新能源进展》【年(卷),期】2018(006)002【摘要】以广州市的生活垃圾为研究对象,分析了22个生活垃圾样品的干基组分及典型重金属Hg、Cd、Pb、Cr的含量,采用污染指数法和潜在生态风险指数法进行了污染状况与潜在生态风险评价,并用皮尔森相关分析探讨了生活垃圾中Hg、Cd、Pb、Cr的可能来源.结果表明:(1)广州市生活垃圾中Hg、Cd、Pb和Cr浓度的平均值分别为0.435 mg/kg、1.487 mg/kg、71.865 mg/kg和136.088 mg/kg;Cd的污染最严重,Hg次之,Pb和Cr的污染程度较低,点位超标率分别为40.9％、22.7％、4.5％和18.1％;大部分生活垃圾样品出现了多金属复合污染,点位超标率为63.6％.(2)Cd的潜在生态风险最高,Hg次之,Pb和Cr无潜在生态风险;重金属污染物综合潜在生态风险指数的点位超标率为45.5％,部分样品出现高的潜在生态风险;(3)Cd和Pb可能主要来源于生活垃圾中的金属成份;Hg和Cr可能分别主要来源于生活垃圾中的白塑料成分和纸类成分.【总页数】10页(P130-139)【作者】唐志华;呼和涛力;熊祖鸿;郭华芳;陈勇;房科靖【作者单位】中国科学院广州能源研究所,广州 510640;常州大学,江苏常州213164;中国科学院广州能源研究所,广州 510640;中国科学院广州能源研究所,广州 510640;中国科学院广州能源研究所,广州 510640;常州大学,江苏常州 213164;中国科学院广州能源研究所,广州 510640【正文语种】中文【中图分类】TK01+9;X171【相关文献】1.广州市石井河沉积物重金属污染及潜在生态风险评价 [J], 陈建军;胡祖武;刘振乾2.典型农牧区土壤重金属污染特征及生态风险评价 [J], 张艳蓉;张旭光;郭梅莹;冯彦俊3.广州市主要湖泊沉积物重金属污染与生态风险评价 [J], 马舒欣;乔永民;唐梦瑶;杨洪允4.长江三角洲典型县域耕地土壤重金属污染生态风险评价 [J], 魏洪斌;罗明;吴克宁;陈庭永5.黄石典型城市小型浅水湖泊沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价 [J], 吉芬芬;华江环;雷东桥;尚延平;李今因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。