14 污泥中的重金属特性分析和生态风险评价--北京交通大学学报
污泥堆肥过程中重金属形态变化的研究的开题报告
污泥堆肥过程中重金属形态变化的研究的开题报告一、研究背景肥料是农业生产的重要元素，而有机肥料作为一种重要的肥料类型，由于具有生物活性高、适用性广、资源利用率高等特点，被越来越多的人们所关注。
其中，污泥堆肥作为一种有机肥料的生产方式，具有价格低廉、生产效率高等优点，受到越来越多的农业生产者和专家学者的关注和研究。
然而，污泥堆肥的过程中，重金属元素的存在和形态变化是一个需要深入研究的问题。
二、研究意义在近年来，由于全球环境污染问题的日益严重，重金属元素在自然界中的含量也不断上升，同时对人类健康和环境产生了严重的危害。
因此，研究重金属元素在污泥堆肥过程中的形态变化，了解重金属的迁移、转化和归宿，对于制定科学的环境保护政策和更好地利用污泥资源有着重要的意义。
三、研究内容和方法1.研究内容本研究将通过对污泥堆肥过程中重金属元素的形态转化进行分析和探究，明确重金属元素分布和状态变化的机制，为制定科学的资源利用政策和环保政策提供有力的支撑。
2.研究方法本研究将从采样、分析、对比等方面进行研究，主要方法包括：（1）采样：按照不同的处理时间点，对污泥堆肥过程中的重金属元素进行采样。
（2）分析：采用ICP-MS等分析方法，对不同时间点的污泥样品进行分析，明确重金属元素的含量及形态变化。
（3）对比：将分析结果与国内外相关研究进行对比，寻找污泥堆肥过程中重金属元素形态转化的差异。
四、预期结果通过本研究，预计可以明确污泥堆肥过程中重金属元素的形态变化机理，并以此作为依据，制定出更加合理、科学的资源利用和环保政策，从而为全面推进我国循环经济和绿色可持续发展提供有力的支撑。
北京市污水处理厂污泥重金属污染特征和生态风险评价
北京市污水处理厂污泥重金属污染特征和生态风险评价孟国欣;查同刚;张晓霞;刘峥;苏光瑞【摘要】Sludge samples were continuously collected from four sewage treatment plants (I, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ) in Beijing. The concentration of heavy metals (Zn, Cu, Pb, Cr, Cd, Ni, As, Hg) were analyzed using ICP-AES after microwave digestion pretreatment, and the different forms of the heavy metals, were determined by BCR a sequential extraction method. Different pollution indexes were used to evaluate the pollution characteristics and potential ecological risk of heavy metals in the sludge in order to provide the basic data for the study of sludge pollution characteristics in Beijing. The results showed that: (1) Average heavy metal contents were significantly different (P<0.05) among the four sewage treatment plants,the average contents of Cu, Ni and As exceeded 7.2,%, 71.9% and 7.4% of the mean values in national urban sludges. (2) Zn and Cd were mostly concentrated in extractable form, with the range of action contents of56.8%~63.7%and 81.3%~85.7% respectively, Cu and Pb were mostly concentrated in a reduced form and ranged in 54.6%~70.2% and63.9%~79.1% respectively, Cr, Ni and As were mainly concentrated in residual form, accounting for 53.4%~71.8%, 33.4%~51.3% and 49.3%~67.4% respectively. (3) The single factor pollution index for heavy metals was inthe order of Zn>Cu>Ni>Cd>Pb>As>Cr, and the Nemerow integrated pollution index for the 4 sludge samples presented as Ⅳ>Ⅱ>I>Ⅲ, and reached moderate, moderate, slight and severe pollution level. (4) Thesingle-factor potential ecological risk index of heavy metals was in the order of Cu>Cd>Ni>Zn>Pb>As>Cr, and the integrated-factor potential ecological risk index of the sludge presented as Ⅳ>Ⅱ>Ⅲ>I, and all indices reached slight ecological risk level.%通过连续采集法获得北京市4家污水处理厂脱水污泥样品(标记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ),经微波消解后采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)检测了Zn、Cu、Pb、Cr、Cd、Ni、As、Hg的含量,利用BCR连续提取分析法分析污泥中重金属赋存形态,并采用不同污染指数评价了污泥中重金属污染程度和潜在生态风险,为研究北京市污泥污染特征研究提供基础资料.结果表明,(1)北京市4家污水处理厂重金属含量差异显著(P<0.05),Cu、Ni、As平均含量分别超过全国城市污泥均值的7.2%、71.9%、7.4%.(2)重金属形态分析表明,Zn、Cd以可提取态为主,分别为56.8%~63.7%和81.3%~85.7%;Cu、Pb以可还原态为主,分别为54.6%~70.2%和63.9%~79.1%;Cr、Ni、As主要以残渣态形式存在,分别为53.4%~71.8%、33.4%~51.3%和49.3%~67.4%.(3)各重金属单因子污染指数大小为Zn>Cu>Ni>Cd>Pb>As>Cr,各污水处理厂污泥的内梅罗综合指数依次为Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ,分别达到中、中、轻、重污染水平.(4)重金属单因子潜在生态风险指数表现为:Cu>Cd>Ni>Zn>Pb>As>Cr,各污水处理厂污泥的综合因子潜在生态风险指数大小为Ⅳ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ,均处于低生态风险水平.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2017(026)009【总页数】7页(P1570-1576)【关键词】污泥重金属;形态分布;单因子污染指数;内梅罗综合污染指数;潜在生态风险指数【作者】孟国欣;查同刚;张晓霞;刘峥;苏光瑞【作者单位】北京林业大学水土保持学院//北京市水土保持工程技术研究中心,北京 100083;北京林业大学水土保持学院//北京市水土保持工程技术研究中心,北京100083;北京林业大学水土保持学院//北京市水土保持工程技术研究中心,北京100083;北京林业大学水土保持学院//北京市水土保持工程技术研究中心,北京100083;北京圣海林生态环境科技股份有限公司,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】X132;X820.4污泥主要由多种细菌菌体、有机残片、无机颗粒和胶体组成（王绍文等，2007），是污水处理过程中的必然产物。
14 污泥中的重金属特性分析和生态风险评价--北京交通大学学报
文章编号:167320291(2007)0120102204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:X70311 文献标志码:ACharacteristics Analysis and E nvironmental Assessmenton H eavy Metals in the Sludge of Sew ageR EN Fu-mi n ,ZHO U Y u-song ,N IU M u-chen ,X U Zhao-yi(School of Civil Engineering and Architecture ,Beijing Jiaotong University ,Beijing 100044,China )Abstract :Sludge of Shanghai municipal sewage was chosen for carrying out total amounts and form analyses of heavy metals.The result show that four metals :Zn ,Cu ,Cr ,Ni were excessive on varied de 2gree.Based on these ,environmental assessment were carried to evaluate the contamination situation of heavy metals ,which show the four metals are in high ecological risk that should be emphasized when controlling ,handing with and recycling use of municipal sludge.K ey w ords :municipal sludge ;heavy metal ;speciation analysis ;ecological risk assessment 我国城市污水厂的进水中混有大量的工业废水,其中内含的重金属在水处理过程中以不同的形式由液相向固相转移,最后浓缩到污泥中.这些污泥所含有的重金属成为污泥再利用和资源化的最大制约因素.随着研究的深入,人们逐渐认识到,污泥中的重金属对环境危害取决于其存在形态的分布.重金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,利用能量色散X 荧光分析系统(EDXRF )和原子吸收法(AAS )对所选的污泥样品进行分析.确定污泥样品中重金属存在的种类、含量、形态.并据此进行生态风险评价.同时对重金属的来源、毒害状态和有效处置方法的选择提出预测和可行性措施.1 试验部分(1)主要仪器及试剂仪器:ED-95型能量色散X 荧光分析仪(EDXRF )(美国EDAX 公司);SB-01型原子吸收光谱仪(AAS )(Thermal Jarrell Ash A ).试剂:分析纯HClO 4、HF 、CH 3COOH 、HCl 、Mg 2Cl 2、N H 2OH ・HCl ,体积分数为30%的H 2O 2,石灰,Cu 、Ni 、Zn 、Mn 、Pb 、Cr 标准储备液.(2)污泥样品污泥样品取自上海市污水处理厂三级处理沉淀污泥,含水率为96%,黑色,有刺激性气味.样品在105℃恒温烘干、研磨,过100目尼龙筛备用.收稿日期:2005209214基金项目:国家高技术研究开发计划“863”计划(2002AA6013200)作者简介:任福民(1966—),男,河南灵宝人,副教授,博士.em ail :Renfumin2004@ 第31卷第1期2007年2月 北 京 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF BEI J IN G J IAO TON G UN IV ERSIT Y Vol.31No.1Feb.2007 (3)样品金属元素成分测定取少量污泥样品,利用能量色散X荧光分析仪(EDXRF)确定污泥的主要元素成分.(4)重金属总量测定和形态分析重金属总量测定:取研磨后过100目筛的样品1g,在聚四氟乙烯烧杯中依次加入HNO3、HClO4、HF,进行消解后定容25mL,测定重金属含量.重金属形态测定:根据EDXRF的分析结果,确定铜、镍、锌、锰、铅、铬为检验项目.采用Tessier[1]5步连续提取法,将污泥中的重金属分为交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机物结合态、残渣态5种形态分别进行萃取,测定每种形态重金属含量.具体试验步骤为:①可交换态:将11000g样加1mol/L的MgCl2溶液8mL,在(25±1)℃下连续震荡1h,离心,取出上清液;加去离子水洗涤残余物,再离心,取出上清液;将所有上清液过滤,定容待测.②碳酸盐结合态:将①的残渣加1mol/L的NaOAC溶液8mL,在(25±1)℃下连续震荡5h,离心,取出上清液;加去离子水洗涤残余物,再离心,取出上清液;将所有上清液过滤,定容待测.③铁-锰氧化物结合态:将②的残渣,加人0104 mol/L的N H2OH・HCl溶液20mL,在温度为(96±3)℃下浸提5h,偶尔搅动,补加0.04mol/L的N H2OH・HCI溶液10mL,冷却后离心分离;其上清液加去离子水洗涤残余物,再离心,取出上清液;将所有上清液过滤,定容待测.④有机物结合态:在③的残渣中,加入0102 mol/L的HNO3溶液3mL及体积分数为30%的H2O2溶液5mL摇匀,并用HN03调和,使p H=2,室温放置1h后,加热到(85±2)℃,保持2h,间歇搅动;补加3mL的H2O2溶液,并用HNO3(HNO3体积分数为20%)调和,使p H=2,继续恒温在(85±2)℃保持3h;冷却后加入312mol/L的N H4AC 溶液5mL,用去离子水稀释至20mL,振荡1h,离心分离取其上清液;加去离子水洗涤残余物,再离心,取出上清液;将所有上清液过滤,定容待测.⑤残渣态:将④中的残渣用HF+HClO4+HCl 消解,定容待测.重金属总量和各提取液中的重金属含量均采用原子吸收法测定,为消除干扰,标准系列介质均对应于各提取液浓度.2 结果与讨论(1)由X荧光分析仪(EDXRF)的分析结果可以看出,污泥中含有大量的铁、铝、钙、硫、钠等元素.这些金属既包括污水中原含有的元素,还包括由于添加聚铁、聚铝等混凝剂而进入水体的元素.这些元素虽然不是严重的有毒、有害元素,但是随污泥进入土壤系统后,长期累积对土壤圈物质循环和土壤生态系统会产生何种影响,目前已有的研究结果较少.要实现污泥的安全有效的利用,需要对其进行进一步的研究.而污泥中对环境危害最大的是重金属元素,通过图1可以看出,该污泥样品中包括锌、铬、镍、铜等国家严格控制的重金属元素.图1 分析谱线图Fig.1 EDXRF analytical line of sludge(2)Tessier5步提取法是应用较成功的形态分析方法之一.该法中可交换态反映人类近期排污对生物的毒性作用,碳酸盐结合态是由矿物迁移所致,铁-锰氧化物结合态反映人类活动对环境的影响.这3种形态中以可交换态存在的重金属活性最大,最易被环境中的生物吸收.碳酸盐结合态在p H值变化时可被生物吸收,铁-锰氧化物态重金属在强氧化条件下可能被释放,引起生物毒性,因此这3种形态属于不稳定态.而残渣态重金属主要是受矿物成分和岩石风化及土壤侵蚀的影响.有机态重金属反映人类排放有机物污水的结果,这两种形态的重金属不易被生物吸收,生物毒性较弱,属于稳定态[2-3].利用原子吸收法(AAS)对污泥中的重金属形态进行分析测定结果见图2及表1.图2 元素形态分析图Fig.2 Morphological distributionof heavy metals in the sewage sludge301第1期 任福民等:污泥中的重金属特性分析和生态风险评价表1 污泥中的重金属形态分布Tab.1 Morphological distribution of heavy metal in sludge mg/kg污泥形态元 素铅铬锰铜锌镍可交换态0105 1185 80518 7141 1912 12715碳酸盐结合态0105 0184 22812 5173 8138 3613铁2锰氧化物0115 42711392516 2519223414 55015有机物结合态0117 33113 42915142517 34310 22314残渣态50130 40515 53110 42417 29114 7412总量55140113015610712192617284112110016五步合量50162116616592011188914289613101119 从图2和表1中可以看出,对于锌而言,其含量高(约占总含量的78%),而且主要以不稳定的铁-锰氧化物态存在;铜(约占总含量的75%)主要以稳定的有机结合态存在;铬(约占总含量的65%)主要以有机结合态和残渣态为主的稳定态存在;铁-锰氧化物态主要是以不稳定态存在,占总量的1/3;镍的5种化学形态都占有一定的比例,其中铁-锰氧化态约占总量的1/2,稳定态占总量的1/3;铅的含量较少,且主要是以稳定的有机态和残渣态存在.超标的金属中,锌对环境的影响最大,其次是镍和铬,铜的环境影响最小.表2 城市污泥重金属含量及相关标准[4]Tab.2 Heavy metal contents of sludge samplesand comparisons to related standards mg/kg 元素样品含量污泥农用国标p H>615p H<615美国农用标准锌28411210005002800铜192617 5002501500铬11301510006001200镍110016 200100 420铅 55141000300 300 从表2可以看出,我国污泥农用标准比较严格,试验样品中超标的重金属有铬、铜、锌、镍4种,其含量远远超过污泥的农用标准.因此农用前对污泥进行处理是必须的.3 重金属污染水平及潜在生态风险国内刘文新[5]等人以污染严重的乐安江河流沉积物为研究对象,利用地质积累指数I geo和风险因子E r i及风险指数R I等定量的评价指标,开展沉积物中重金属污染的潜在生态风险评价.基于河流沉积物中的评价对象为铜、铅、锌、铬、镍、砷、锰,同污泥中的重金属控制项目相同,并且满足基于元素丰度和释放原则的生态评价体系所需要的若干前提条件.因此,这里采用地质积累指数I geo和单一金属生态潜在风险因子E r i与多金属潜在生态风险指数R I来反映污泥中的重金属对生态环境的影响潜力.I geo=lb(C n/115B n)(1)E r i=T r i C n/B n(2)R I=∑E i r(3)式中,C n为样品的实测浓度,本试验中的实测浓度选择重金属的不稳定态的总和(即铁-锰氧化物结合态,可交换态,碳酸盐结合态);B n为测试项目的背景值,本试验选取陈玲等[6]所做的上海化学工业区土壤环境背景值的调查结果;T r i反映金属在水相、沉积固相和生物相之间的响应关系.污泥样品中的重金属含量及污染评价见表3.表3 污泥样品中的重金属含量及污染评价Tab.3 Contrast of the concentration and ecological risk of heavy metals in sludge mg/kg 项目锌铜铅铬镍锰B n 84190161700 20140072100026160 438.000C n22611980391040 012504291790714130049591600I geo 4114901654-61935 11993 41162 21916E r i 261642111688 010********--R I501329(属于中度风险)-- 铜、铅、铬、锌作为强生物毒性的金属元素,铜和铅的毒性响应因子定义为5,铬为2,锌为1.锰和镍元素的生物毒性现在研究较少,无法确定其响应因子的数值.规定E r i<5为低风险,5≤E r i<10为中等风险,10≤E r i<20为较高风险,20≤E r i<40为高风险,40≤E r i为极高风险;R I<30为低风险,30≤R I<60为中等风险,60≤R I<120为高风险,R I ≥120为极高风险.401北 京 交 通 大 学 学 报 第31卷从表3中各金属元素的地质累积指数来看,锌和铬超过背景值较高,是污泥中的主要的污染元素,铜为弱污染,铅未污染.由于近年来电子工业的快速发展,导致污水中的锰,镍元素大量的增加,使污泥中锰,镍元素超过土壤的背景值甚多,其对生物的毒性影响还有待研究.根据污泥的重金属潜在生态风险评价结果,该污泥样品属于中度风险(30≤R I<60).对于单一元素潜在的生态风险来说,铜和铬的单一金属生态潜在风险因子均大于10,属于较高生态风险.锌单一金属生态潜在风险因子大于20,属于高生态风险,也是生态风险指数增高的主要因素.由此说明,该污泥样样品中的主要生态风险元素为锌、铜和铬,在污泥处置和利用的时候应引起重视.4 结论和建议污泥农用是污泥处理的主要发展趋势.污泥农用前,应对污泥中重金属总量及形态进行分析从而确定合理的处理方法,将污泥农用对土壤的污染减少到最小的程度.污泥中的重金属主要以可交换态,碳酸盐结合态,铁-锰氧化物结合态,有机结合态,和残渣态5种形态.其中前3种为不稳定态,后2种为稳定态.污泥中锌、镍和铬主要以不稳定态存在,铜和铅主要以稳定态存在.通过风险评价,铜和铬属于较高生态风险,锌属于高生态风险,在污泥处置和利用的时候应引起重视.参考文献:[1]Tessier A,Campbell P G C,Bisson M.Sequential Extrac2tion Procedures for the S peciation of Particulate Trace Met2 al[J].Anal Chem,1979,51(7):844-859.[2]隆茜,张经.陆架区沉积物中重金属研究的基本方法及其应用[J].海洋湖沼通报,2002(3):25-31.Long Qian,Zhang Jing.The Method of Heavy Metals Study in Shelf Sediments and Its Application[J].Transac2 tions of Oceanology and Limnology,2002(3):25-31.(in Chinese)[3]Comez-Airza J L,G irldez I,Sanchez-Roads D,et al.Met2al Readsorption and Redistribution During the Analytical Fractionation of Trace Elements in Oxic Estuarine Sedi2 ments[J].Anal Chim.Acta,1999,399:295-307.[4]中华人民共和国国家标准G B18918-20021200.城镇污水处理厂污染物排放标准[S].北京:中国环境出版社, 2002.National Standard of People’s Republic of China G B18918-20021200.Discharge Standard of Pollutants for Munici pal Wastewater 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中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势
中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势中国城市污泥是城市污水处理过程中产生的一种副产品。
它由来自家庭、工业和农业排放的污水经过处理后所得，包含了许多有害物质，其中包括了重金属。
重金属是指密度较高的金属元素，如铅、镉、汞等，其高浓度的积累对环境和生物体产生严重的影响，可能引起土壤和水源的污染以及生态系统的破坏。
因此，了解中国城市污泥中重金属的含量及其变化趋势对于环境治理和保护具有重要意义。
首先，我们需要了解中国城市污泥中重金属的来源。
这些重金属来自于许多不同的源头，包括工业排放、交通污染、农药使用、废弃物处理等。
这些活动中释放的废物和污染物进入城市污水处理厂，并在厂内的处理过程中被逐渐沉淀到污泥中。
此外，城市污水处理厂使用的化学药剂和污泥调理剂也可能导致重金属的含量增加。
其次，中国城市污泥中重金属含量的变化趋势受多种因素影响。
一方面，城市化进程的加速使得城市污水处理量不断增加，导致污泥产生量增加，进而影响重金属含量。
另一方面，随着各种环保政策和措施的出台，尤其是对工业和农业领域的监管加强，重金属排放量逐渐减少。
这些因素的综合影响导致了中国城市污泥中重金属含量的变化趋势不断变化。
最后，我们需要关注中国城市污泥中重金属含量对环境和生物体的影响。
高浓度的重金属对土壤和水源产生污染，可能导致蔬菜和水果等农产品的重金属含量超标，对人体健康造成危害。
同时，重金属对生物体的毒性也较强，可能引起生物多样性的丧失和生态系统的破坏。
因此，减少和控制中国城市污泥中重金属含量的方法和技术的研发和应用具有重要的价值和意义。
综上所述，了解中国城市污泥中重金属含量及其变化趋势对环境保护和生态建设具有重要意义。
通过加强监管和控制污染源的排放量，提高城市污水处理工艺的效率，以及研发更有效的重金属处理和回收技术，我们可以减少重金属在城市污泥中的积累，保护环境和生态系统的健康。
这是一个综合性的工程，需要政府、企业和科研机构的共同努力，以实现可持续发展和环境友好型城市的目标综合考虑城市化进程、环保政策和措施以及重金属对环境和生物体的影响，可以得出中国城市污泥中重金属含量的变化趋势受多种因素影响。
污泥中重金属的毒理研究与治理措施
污泥中重金属的毒理研究与治理措施随着我国城市化进程的加快，污水处理量日益增加，相应的污泥产量也大幅增多。
城市污泥含水率高、有机质含量多、富集了较多重金属元素，需要进行妥善处理与处置。
目前，对于污泥可采取的处理与处置方法包括污泥农用、污泥堆肥、污泥焚烧发电和污泥填埋。
重金属是污泥中所含有的污染物之一，与其他许多污染物不同，重金属元素不能被微生物所降解，一旦污泥中的重金属元素通过多种途径进入生物圈，重金属元素的毒性将会给动物体产生严重损伤，影响动物体的正常生理活动，甚至影响动物的种群数量，造成生态环境的失衡。
因此必须要对污泥中的重金属进行十分妥善的处理，避免或减少其对于动物健康的影响。
污泥中对动物健康具有较大危害的重金属元素主要有Cd(镉)、Zn(锌)、Cu(铜)、Pb(铅)等。
1污泥中重金属进入环境的主要途径城市污泥来源于城市污水处理厂，经过脱水处理后以非流动状态存在。
污泥在进行处理与处置过程中可能通过多种途径进入环境中对动物健康造成危害。
污泥中的重金属元素主要可以通过三种途径进入环境当中，即水、大气和土壤。
1.1污泥中重金属通过水途径进入环境污泥填埋是将污泥经过预处理之后送往垃圾填埋场进行最终处置，经过预处理的污泥在有机质含量、含水率和重金属元素稳定性上都会有较好的改善，预处理多为固化处理。
露天填埋的污泥经雨水或其他地表水的浸泡，在堆埋过程中以渗滤液的形式溢出，渗滤液通过填埋底层的薄弱地带下渗进入地下水环境中，对其造成污染，进一步通过水循环重金属元素将会进入环境之中。
1.2污泥中重金属通过大气途径进入环境污泥中重金属进入大气环境多是在污泥焚烧处理过程之中，污泥的焚烧技术由于可较大程度的减少污泥的体积，可以彻底的消灭其中的细菌和微生物，受到了国内外广泛的关注。
但是如果焚烧过程没有很好的控制，将会造成二次污染，其中富集在污泥中的重金属存在两种迁移途径：一种是很好的被固定在污泥焚烧残渣中，另一种是随飞灰进入到大气环境当中。
北京市生活垃圾中重金属元素的污染特性调查及对策
Ren Fumin1 Ru Yihong1 , Prof . Xu Zhaoyi1 Li Xianfen2 Liu Yaoyong3
(1 Nort hern Jiaotong University ,2 BeiJing Chemical Enginerring University ,3 Sanmenxia Huayang Power Ltd. )
将北京市生活垃圾按发生主体和垃圾成分的性质分为 高允许含量 ;
9 类 ,依次为 : Ⅰ:居民 ; Ⅱ: 市内交通业 ,金融保险业 ,邮电通
(2) 各类垃圾中的 Cd 元素含量均超过了北京市郊土壤
信业 ; Ⅲ: 清扫场所 ; Ⅳ: 餐饮业 ; Ⅴ:教育业 ; Ⅵ: 商业 ; Ⅶ: 废 背景值和污染起始值的最高允许含量 ,并且除第 Ⅰ类外 ,其他
1. 5
Cd 0. 021 0. 030 0. 048 0. 033 0. 061 0. 078 0. 041 0. 033 0. 044
0. 3
Cu 0. 193 0. 504 0. 439 0. 359 0. 192 0. 279 0. 172 0. 57 2. 038 3. 335 2. 574 2. 294 2. 229 1. 874 1. 548
十分危险的废弃物 ,可是只要对它们进行适当处理并限制其 变化和转移 ,就能减小其毒害程度 。有时某些物体是无害的 , 在与有害物接触后 ,更增加了后者的危险度 。例如 :有些可溶 性腐殖酸能从腐朽的枝叶中释放出来 ,溶解并转移某些有毒 的重金属离子 ,造成重金属离子的二次污染 。因此 ,有害物与 所谓非有害物之间 ,在一定的外界条件影响下 ,可以互相转 化。
荡8 h ,静置16 h ,过滤 ,滤液用澳大利亚 GBC906原子吸收光谱仪测试 。
中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势
中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势摘要：近年来，中国城市污泥作为一种废弃物料，引起了广泛关注。
其中，重金属含量是评判污泥处理和处置的重要指标之一。
本文通过对中国城市污泥中重金属含量及其变化趋势进行探究分析，总结出目前中国城市污泥中重金属含量普遍较高，且存在一定的区域差异；同时，随着工业化进程的推行，中国城市污泥中重金属含量呈逐年增加趋势，需要加强污泥处理和处置的工作。
1. 引言城市污泥是城市生活和工业活动产生的废弃物料，除水特殊主要由有机物质和无机质构成。
在无机质中，重金属是其中的一类重要组成部分。
例如，铅、镉、铬等重金属元素是环境中的典型污染物，它们对环境和人体健康都有潜在的危害。
因此，探究中国城市污泥中重金属含量及其变化趋势具有重要的科学意义和现实价值。
2. 中国城市污泥中重金属含量的现状目前，中国城市污泥中重金属含量普遍较高。
这主要是由于城市生活和工业活动产生的废弃物料中含有大量重金属，这些重金属最终进入污水厂，以污泥的形式沉积下来。
探究显示，铅、镉、铬等重金属元素在中国城市污泥中普遍存在且含量较高。
此外，一些地区的城市污泥中还检测到了砷、汞等有毒重金属元素。
这些重金属元素对于环境和人体健康都具有潜在的危害。
3. 中国城市污泥中重金属含量的区域差异不同地区的城市污泥中重金属含量存在一定的区域差异。
这主要是由于地理环境、工业结构和经济进步水对等因素的影响。
例如，工业发达地区的城市污泥中重金属含量往往高于农业地区。
此外，一些沿海城市的污泥中重金属含量也普遍较高，这与海洋环境的特点有关。
因此，需要依据不同地区的特点，实行相应的措施来处理和处置污泥。
4. 中国城市污泥中重金属含量的变化趋势随着工业化进程的推行，中国城市污泥中重金属含量呈逐年增加趋势。
这主要是由于工业活动和人口的增加导致了废弃物产生量的增加，从而使得重金属元素的输入量增加。
此外，中国城市污水处理设施建设和运营水平有待提高，导致了重金属元素在污泥中的积累。
土壤污染物的生态毒理效应和风险评估研究进展
土壤污染物的生态毒理效应和风险评估研究进展发布时间：2021-10-23T19:51:17.338Z 来源：《基层建设》2021年第20期作者：李坚[导读] 摘要：众所周知，土壤容易汇集环境中的各类污染物，通过大气和水体进行迁移传递。
广东贝源检测技术股份有限公司广东省广州市 510663摘要：众所周知，土壤容易汇集环境中的各类污染物，通过大气和水体进行迁移传递。
土壤环境中微塑料积累量大且不易降解，微塑料长期残留对土壤生态系统的影响是很广泛的，同时，人类活动也是环境中重金属释放的主要原因。
土壤中的重金属可能通过吸入、摄入和皮肤接触途径而暴露于人体，其中，偶然经口摄入土壤是主要方式之一。
当人体摄入土壤后，达到人体消化系统，溶解在胃肠阶段的重金属量与土壤重金属总量之比称之为生物可给性。
基于此，本文主要对土壤污染物的生态毒理效应和风险评估进行研究，详情如下。
关键词：土壤污染物；生态毒理效应；风险评估引言近年来我国使用塑料薄膜覆盖面积迅速增加，每年近70万吨低密度聚乙烯地膜投入使用，但农田地膜回收率却不足60%。
除了农用地膜残留导致土壤微塑料污染外，污泥农用、大气沉降也是农田土壤中微塑料的重要来源。
同时，土壤重金属污染已严重威胁到农产品质量安全和公众健康，从源头上识别并防治污染导致的耕地质量退化已迫在眉睫。
基于此，本文系统开展土壤微塑料和重金属的生态风险评估提出科学展望。
1微塑料对土壤物理环境的影响微塑料在土壤中降解非常缓慢，可能达上百年之久，并作为土壤的外来组分改变土壤物理特性。
通过向肥沃的砂土中添加微塑料后显示：培养5周后，4种不同暴露量（最高达2%）的常见微塑料（聚丙烯纤维、聚酰胺微珠、聚酯纤维和聚乙烯碎片）均能显著降低土壤容重，改变土壤结构和水分动态，并且聚酯纤维对土壤理化性质的影响最为明显，随着聚酯纤维含量的增加，土壤持水量也相应增加。
与此类似，壤质砂土中添加聚乙烯、对苯二甲酸聚酯、聚丙烯和聚苯乙烯等微塑料，土壤容重降低，但根际土壤容重、持水量均增加。
污泥基生物炭中重金属形态分析和应用风险评价
第６期 收稿日期：２０２１－０２－２６作者简介：郭奎，山东滕州人，从事环境监测及执法工作櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆殰殰殰殰。
化工环保污泥基生物炭中重金属形态分析和应用风险评价郭奎 ，刘合印２，彭成法３，陈凡立３（１．滕州市环境监测站，山东滕州 ２７７５００；；２滕州市主要污染物总量控制中心，山东滕州 ２７７５００；３．济南天正环境科技有限公司，山东济南 ２５００１４）摘要：为了研究市政污泥制成的污泥基生物炭作为废水和固废吸附剂在工农业中应用的安全性，把生物炭中存在的重金属作为主要污染因子，分析该因子对污泥基生物碳安全应用的影响。
该研究利用烘干后的市政污泥为原料，在缺氧条件下、以热解温度为变量，制备得到一批污泥基生物炭。
通过火焰原子分光光度法测定生物炭中重金属的种类和含量，并从中选取了危害性较大的铅Ｐｂ、镉Ｃｄ、铬Ｃｒ作为主要评价指标。
并用ＢＣＲ化学提取法提取各金属形态，同时采用硫酸－硝酸法对比分析烘干污泥和不同种类的污泥基生物炭之间的浸出毒性变化。
然后通过Ｈａｋａｎｓｏｎ方法来评价不同种类的污泥基生物炭在环境中的潜在生态风险。
５００℃的生物炭中重金属含量最大，分别为Ｃｄ：２１．４４ｍｇ／ｋｇ，Ｃｒ：１２７．３１ｍｇ／ｋｇ，Ｐｂ：１３６．７４ｍｇ／ｋｇ，９００℃的生物炭中含量最小，分别为Ｃｄ：１０．７３ｍｇ／ｋｇ；Ｃｒ：７７．７５ｍｇ／ｋｇ，Ｐｂ：５９．５３ｍｇ／ｋｇ；金属Ｃｄ、Ｃｒ和Ｐｂ的相对富集系数ＥＦ都＞１，因此都呈富集状态。
热解温度影响重金属的形态分布，９００℃的生物炭中重金属残渣态比重最高，其比重最大值为Ｃｒ：７７％，Ｐｂ：８３．４％。
Ｃｄ元素的残渣态比重基本不变，基本维持在４０％～４５％范围，９００℃时Ｃｄ、Ｃｒ和Ｐｂ中的铁锰态和可交换态比重的和分别为３．６４ｍｇ／ｋｇ；２０．１１ｍｇ／ｋｇ和１２．６３ｍｇ／ｋｇ，且其浸出毒性皆低于《农用污泥污染物控制标准》《ＧＢ４２８４－２０１８》（表１中Ｂ级）的排放限值。
关于污泥中的重金属
关于污泥中的重金属
制沼发酵的活性污泥，原亲水性变为疏水性。
进行固液分离后，使沼渣的含水率降至30~40%，进行检测。
1.重金属不超标，作为有机肥的原料，制造有机肥。
2.超标不多，进行降重金属处理，使有机物重金属达标。
3.沼渣重金属指标超标较多，即进行焚烧。
降低重金属指标的方法有两个：
1.硝酸脱重金属。
重金属的化合物均溶解于硝酸溶液，故将
重金属超标的沼渣加硝酸进行搅拌，使沼渣中的重金属化合物溶解于硝酸溶液，然后进行分离，沼渣中的重金属含量大大降低（去除率80%），完全可作有机肥的原料。
2.在制商品有机肥过程中，为补充碳素营养，还需加等量污
泥干重的30%含有机碳较高的原料加工到污泥中，是重金属又减少约50%，使去除率达90%以上。
关于重金属超标较多的沼渣，可采用焚烧的办法，此时的沼渣含水率为30~40%，相对的，热值较高。
同时，为蒸发水分所需的能耗大为减少，燃烧时不需加大量的煤和油。
因此很适合焚烧，可用于发电或供热。
其灰渣中含有重金属，可填埋处置。
表2-1 活性污泥青岛和上海实测值与国际对照
表2-1活性污泥“三脱”后制有机肥重金属去除对照
硝酸脱重金属方法，为减少硝酸的用量，把沼渣分成多批处理。
先把一小部分沼渣加硝酸和水，进行搅拌反应后固液分离。
沼渣作有机物原料。
硝液回用直至饱和，重新换硝酸。
城市污泥中重金属形态分布及淋溶特性研究的开题报告
城市污泥中重金属形态分布及淋溶特性研究的开题报告一、研究背景及意义：城市污泥是城市生活污水处理后产生的副产品，其中含有大量的有机物质、营养元素和重金属等。
重金属是污泥中较为常见的有害物质，它们的存在会对环境和人类健康造成潜在风险。
因此，深入研究城市污泥中重金属形态分布及淋溶特性，对于指导城市污泥的治理和利用具有重要的理论和实践意义。
二、问题的阐述：当前，国内外对城市污泥中重金属形态分布及淋溶特性的研究仅仅停留在基础层面上，往往只关注重金属的总量而忽略了重金属的形态及其淋溶特性。
而重金属的形态对于城市污泥的研究极为关键。
淋溶特性是重金属污染过程中的重要因素，如何探明重金属在污泥中的分布形态以及其淋溶特性，将会对城市污泥的治理和资源利用提供重要理论依据和实践基础。
三、研究内容：1. 利用样品采取及处理技术，在一定时间范围内实验室条件下模拟城市污泥的淋溶过程，获得城市污泥中重金属淋溶规律及影响因素。
2. 深入研究城市污泥中各种形态的重金属分布情况，重点研究其难溶态与可溶态两种形态的分布情况及其对淋溶的影响。
3. 分析城市污泥中不同形态的重金属淋溶规律，探讨城市污泥中重金属淋溶的主导机制及其影响因素。
四、研究方法：1. 采用样品的采取及处理技术进行城市污泥的模拟淋溶实验，采用离子选择电极法、原子吸收光谱法等手段进行淋溶液的分析与检测。
2. 采用X射线荧光光谱、扫描电子显微镜组合能谱等技术探究城市污泥中各种形态的重金属分布情况。
3. 基于淋溶实验结果采用数学模型分析淋溶规律，并通过主成分分析等手段探讨其主导因素。
五、预期成果及应用价值：1. 通过实验室模拟得出不同形态重金属的淋溶规律，建立城市污泥重金属形态淋溶的定量模型。
2. 了解城市污泥中不同形态重金属的分布规律，并研究其对于淋溶的影响机理，从而在城市污泥的治理和利用中提供理论依据和技术指导。
3. 为社会公众和政府相关部门提供城市污泥重金属污染防治和资源利用方面的科学信息和技术支持。
污泥中重金属的形态分析及其可浸出性.
污泥中重⾦属的形态分析及其可浸出性.第 28卷 , 第 6期光谱实验室 Vol . 28, No . 6 2011年 11⽉ Chinese J ournal of Sp ectroscop y L abor atory November , 2011污泥中重⾦属的形态分析及其可浸出性 1骆爱兰 o余向阳 a(盐城⼯学院化学与⽣物⼯程学院盐城市迎宾⼤道 9号 224003a (江苏省农业科学院⾷品质量安全与检测研究所南京市钟灵街 50号210014摘要以⾃来⽔⼚和污⽔处理⼚的污泥为研究对象 , 采⽤ T essier 五步法和⽕焰原⼦吸收光谱法研究污泥中重⾦属 (Z n 、 Cu 、Cd 、 Ni 、 M n 含量、形态分布以及可浸出性。
结果发现 , 在⾃来⽔⼚污泥和污⽔处理⼚污泥中重⾦属总量⼤⼩依次为 Zn>M n>N i>Cu>Cd, Zn>M n>Cu>N i>Cd, 污泥中 Zn 含量最⾼ , 为 448. 17mg ·kg -1; Cd 含量最低 , 为 27. 17mg ·kg -1, 超过国家标准 , 限制了污泥的农⽤。
T essier 形态分析结果表明 , 污泥中 Zn 、 Cu 、 Cd 主要以稳定态存在 ; M n 主要以有效态存在 , 潜在的迁移性和植物毒性最值得关注 ; Cu 浸出率最⾼ , 为 14. 8%, Zn 浸出率最低 , 为 0. 11%, 因此浸出率不仅与⾦属和污泥的特性有关 , ⽽且⾦属在污泥中赋存的化学形态对其可浸出性也有重要的影响。
关键词污泥 ; 重⾦属 ; 形态分析 ; 浸出中图分类号 :O 657. 31⽂献标识码 :A ⽂章编号 :1004-8138(2011 06-3153-051引⾔随着城市污⽔处理率的不断提⾼ , 污泥产量也急剧增加 [1]。
污泥的处置⽅式主要有填埋、焚烧、倒海和农业利⽤等。
我国城市污泥中养分和重金属含量及农用潜力分析
我国城市污泥中养分和重金属含量及农用潜力分析我国城市污泥中养分和重金属含量及农用潜力分析随着我国城市化进程的加快，城市污水处理厂年产生大量污泥，如何合理利用这些污泥成为了一项重要的研究课题。
污泥中的养分和重金属含量是农用潜力的重要指标，本文将对我国城市污泥中的养分和重金属含量进行分析，并探讨其农用潜力。
首先，我们来看一下城市污泥中的养分含量。
养分是植物生长所必需的物质，包括氮、磷、钾等元素。
通过测试分析，可以得出城市污泥中总氮的平均含量为2%左右，总磷含量在0.6%左右，总钾含量约为1%左右。
可以看出，城市污泥中富含养分，具有较高的肥料价值。
其次，我们来关注一下城市污泥中的重金属含量。
重金属是一类对人体和环境具有潜在危害的物质，包括铅、镉、汞等元素。
通过测试分析，城市污泥中的重金属含量较低，一般不会对环境和农作物产生明显的毒害作用。
我国有严格的污泥处理标准和排放标准，对于重金属含量进行严格控制，因此城市污泥的农用潜力相对较高。
综合考虑城市污泥中的养分和重金属含量，可以将城市污泥作为一种有机肥料进行农用。
首先，城市污泥中的养分含量富足，可以为农作物提供养分需求，同时也能改善土壤的肥力。
其次，通过科学处理和配比，可以有效降低重金属的含量，减小对土壤和农产品的潜在危害，确保农产品的质量安全。
然而，要实现城市污泥的充分农用潜力，还需面临一些挑战。
首先，城市污泥的处理和利用需要投入大量的人力、物力和财力。
目前，我国城市污泥处理技术和设备还不完善，需要进一步加强研究和开发。
其次，城市污泥的农用需要符合一定的环境和农业标准，遵循科学操作，确保土壤和农作物的安全与健康。
在未来，应加大对城市污泥处理和利用技术的研究和推广，提高污泥的资源化利用水平。
同时，应加强对城市污泥中养分和重金属含量的监测，建立完善的管理和控制机制，确保污泥对农业的可持续发展起到积极的支撑作用。
此外，还应加强对农民的宣传和培训，提高他们对城市污泥利用的认识和技术水平。
电镀污泥中重金属的测定及生态环境风险评价
电镀污泥中重金属的测定及生态环境风险评价解利平【摘要】用电热板将某电镀厂废水处理产生的电镀污泥样品消解后,以原子吸收分光光度法进行测定.结果显示,其中锌、铜、镍的平均质量分数依次为48980、5553和6158 mg/kg,潜在生态危害系数的计算结果表明它们分别属于轻微、中等和很强生态危害.该电镀污泥的潜在生态危害指数(RI)为395.8,属于强生态危害,因此要严加管理,避免对环境造成二次污染.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2018(037)013【总页数】3页(P589-591)【关键词】电镀污泥;重金属;铜;镍;锌;潜在生态危害;评价【作者】解利平【作者单位】青海省环境监测中心站,青海西宁 810000【正文语种】中文【中图分类】X781.1电镀行业是我国发展较快的一个行业，在表面处理工业中占有较大的比重。
随着电镀行业的大规模发展，电镀废水的产生量越来越大。
经过絮凝沉淀、过滤、生化等工段处理后的电镀废水可以实现达标排放，但是在处理过程中会产生大量的污泥。
由于不同产品电镀所需的原材料不同，因此电镀污泥的重金属成分复杂。
对于金、银等贵金属，可以采用适当的技术进行回收[1-2]，而对于非贵重金属，受污泥中重金属浓度及投入产出比的影响，较少被回收再利用。
由于电镀污泥中重金属含量非常高，如不经过处理而进入环境，通过植物、动物的不断富集，会对环境和最终受体——人类的身体健康产生严重影响。
本文选取某电镀厂压缩后的污泥，经过烘干、破碎、过筛、消解等前处理程序，使用原子吸收分光光度计[3-4]对其进行测定，并参考《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(CJ/T 309–2009)标准进行计算，对电镀污泥的生态环境风险进行评价[5-6]。
1 实验1.1 仪器和试剂Z-5000原子吸收分光光度计，日本日立公司；EG-20A石墨电热板，广州基创仪器有限公司；PHSJ-5型实验室pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；QUINTIX224-1CN电子天平，德国赛多利斯。
《北京交通大学学报》2007年总目次 第31卷1-6期
张力 结构 的施 工计算 …… …… … ……… …… …… … ……… … …… …… …… 李 波 ， 庆 山 ， 学模 型 的求解 和 验证 … … ……… … …… …… …… 赵 宗升 ， 陈智均 ， 云霞 （７ 赵 ９）
４０ｏ ５ Ｃ～２ 循 环 温度 幅下 车轮铸 钢 热疲 劳破 坏行 为探 讨 … …… … …… … 宋志坤 ， 基 龙 ， ０ｏ Ｃ 谢 刘 高 速客 车制动 盘材 料 ＳＣ ／ ３６细 观热疲 劳 仿真 … …… …… …… …… …… 杨 ｉｐ Ａ ５
伟（） ８
月， 基龙 ， 谢 王文静 （ １ １）
弹性分组环网的生存性研究 ………………………………………………… 魏
斌， 吴重庆 ， 沈
平， １） 等（９
基于路 由生存 时间的 Ａ ｏ ｏ 路 由 ……………………………………… 薛小平 ， 欣 ， ｄＨ ｃ Ｓ Ｑ 李 张思东（３ ２） 引入加 权系 数 的 Ｏ ＤＭ 同步算 法研究 …… … …… …… …… …… …… …… … 田 野 ， 振 辉 ， Ｆ 谈 温伟 刚 （９ ２）
污泥 中 的重金 属特性 分 析和生 态 风险评 价 … …… …… …… …… …… … 任 福 民 ， 玉松 ， 周 牛牧 晨 ， （０ ） 等 １２ Ｓ Ｒ中不 同基质 对好 氧颗 粒污 泥 的性状 影响 研究 Ｂ … …… …… …… …… … 孙 云飞 ， 杨成 永 ， 李久 义（０ ） １６ 嵘 （１ ） １１ 弯 曲型梯 度压 电悬臂 梁 受外加 电场作用 时 的解 析解 … …… …… …… … …… ……… 夏 文婧 ， 韩
污泥中的重金属特性分析和生态风险评价
Ｃ２Ｎ ２ Ｈ－ Ｃ ， １ ＨＯ Ｈ Ｉ 、 体积分数为 ３ ％的 Ｈ ｏ ， ０ ２ ２石灰 ，
Ｃ 、 、ｎＭｎ Ｐ 、 ｒ 准储 备液 ． ｕＮｉＺ 、 、 ｂＣ 标
（） ２ 污泥 样 品
量 色 散 Ｘ 荧 光 分 析 系统 （ ＤＸ Ｆ） 原 子 吸 收 法 Ｅ Ｒ 和 （ ａ ） 所选 的 污泥 样 品 进 行分 析 ． 定污 泥 样 品 ａ Ｓ对 确
（ ＤＸ Ｆ （ 国 Ｅ ＡＸ公 司 ） Ｓ ．１型原 子 吸 收光 Ｅ Ｒ ）美 Ｄ ；Ｂ ０
谱仪 （ Ａ ）Ｔｈｒ ａＪｒｅ ｓ ｏ Ａ Ｓ （ ｅ ｌ ａｒｌＡ ｈＣ ．ＵＳ ． ｍ ｌ Ａ）
试剂 ： 析纯 Ｈ １ ４ ＨＦ Ｃ Ｃ ＯＨ、 １Ｍｇ 分 Ｃ ０ 、 、 Ｈ３ Ｏ ＨＣ 、 —
Ａｂ ｔａ ｔ Ｓ ｕ ｇ ｆ Ｓ ａ ｇ ａ ｍ ｕ ｉｉ ａ ｅ ｇ ｓ ｃ ｏ ｅ ｏ ａ ｒ ｉ ｇ ｏ ｔ ｔ ｔ ｌａ ｕ ｔ ｎ ｏ ｍ ｓｒ ｃ ： ｌ ｄ ｅ ｏ ｈ ｎ ｈ ｉ ｎ ｃｐ ｌ ｓ ｗａ ｅ ｗａ ｈ ｓ ｎ ｆ ｒ ｃ ｒ ｙｎ ｕ ｏ ａ ｍｏ ｎ ｓ ａ ｄ ｆ ｒ
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 ： Ｄ ９ 型 能 量 色 散 ｘ 荧 光 分 析 仪 Ｅ －５
维普资讯
第３卷 第 １ １ 期
２０ ０ ７年 ２月
北
京
交
通 大
学
学
报
污泥堆肥中重金属的形态变化及农用富集研究的开题报告
污泥堆肥中重金属的形态变化及农用富集研究的开题报告
题目：污泥堆肥中重金属的形态变化及农用富集研究
一、研究背景及意义
近年来，随着城市污水处理厂数量的不断增加，处理后的污泥逐渐成为重要的土壤改良剂和肥料资源，然而污泥中含有大量的重金属元素，这些元素对土壤和作物的安全性产生了威胁。
因此，如何有效地利用污泥资源，并同时保障农产品的安全性，成为城市污泥处理和农业发展中一个极为重要的问题。
污泥经过堆肥处理后，重金属元素的形态和含量会发生较大的变化，这一过程影响着污泥堆肥的安全性和农用富集效果。
因此，对污泥堆肥中重金属形态变化及其与农作物的富集关系进行研究，不仅可以为城市污泥资源利用提供科学依据，也对于农业生产的可持续发展具有重要意义。
二、研究内容和方法
本研究将选择某市污水处理厂处理的污泥为研究对象，从污泥中分离重金属，并通过化学形态分析方法探究重金属在堆肥过程中的形态变化规律。
同时，采用酸浸法分析不同阶段堆肥样品中重金属的总含量和可溶性含量，以评估堆肥过程中重金属元素的安全性。
最后，采用模拟植物试验，研究重金属元素在污泥堆肥中的富集效应与植物对重金属的吸收转运规律。
三、预期成果和意义
通过本研究，可以深入了解城市污泥堆肥过程中重金属元素的形态变化及其与农作物的富集关系，并汇总研究结果，提出科学的污泥堆肥安全利用策略。
此外，本研究的实验方法和手段具有一定的参考性和推广价值，对于深化城市污泥资源化利用和农业可持续发展研究具有重要的指导意义。
城市土壤与灰尘中重金属的健康风险评价
城市土壤与灰尘中重金属的健康风险评价目前土壤污染特别是重金属污染已经成为城市土壤环境的一个通病。
对于城市土壤和灰尘的重金属而言，其进入人体的主要途径是非食物链途径。
空气扬尘中的重金属会通过“手-口”和“呼吸道-消化道”的途径无意识进入人体。
现有研究表明仅仅通过无意识“手-口”途径，儿童每天摄入的土壤和灰尘量可以达到50-200 mg甚至是更高[1,2]，因此土壤和灰尘中的重金属浓度增加的同时也就大大的增加了人体健康风险。
目前，国内外针对城市土壤和灰尘的重金属污染已经展开了一定的研究。
1999-2004年，美国对室内地表灰尘中的铅展开了调查[3]；苏格兰亚伯丁城区土壤铅富集明显[4]；长春市城市土壤铜、铅污染较为严重[5]；上海城区地表灰尘中Zn、Pb、Cu 和 Cd 平均值分别为上海市土壤背景值的 6~8 倍[6]；北京土壤重金属污染已经开始凸显，道路两侧灰尘中金属含量也有所升高[7]；北京中心城公园土壤Pb含量平均值已经达到66.2mg/kg[8]，这些研究在一定程度上反应了城市土壤和灰尘重金属不断积累的严重性，并已经引起了广泛的重视。
北京作为一个人口密集的国际大都市，无论是政治经济还是环境质量都应走在世界前列。
已有的针对北京灰尘重金属研究主要是针对交通繁忙的道路和街道，并没有针对人类生活的不同功能区进行分类，本课题针对北京城区的公园广场、大学校区、居民区和商业区四个人口密集区域分别研究，对土壤和灰尘中重金属含量进行分析并进行人体健康风险评价，为人们的出行和活动提供参考，也为进一步的北京城区土壤重金属治理提供依据。
1实验部分1.1样品采集本研究采样点如图1所示，2013年3月在北京城区四环以内选择大学校区，居民区，旅游区，商业区，公园广场，车站等29个采样点。
使用不锈钢样品铲在每个采样点采集3~5处0~20cm地表土混合，并使用毛刷和美的VH03W-09EA型便携式吸尘器采集周边灰尘。
每份样品约500g，分装在聚乙烯样品袋中保存，带回实验室进行测定。
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。
污泥基生物炭中重金属的形态分布及潜在生态风险研究
污泥基生物炭中重金属的形态分布及潜在生态风险研究范世锁;汤婕;程燕;王毅;王振;唐俊;李学德【摘要】Heavy metals are one of the limited factors to the resource utilization of municipal sludge, which can be greatly decreased and solidified by carbonation. In this study, Tessier sequential extraction was used to characterize the speciation of heavy metal in sludge and sludge-derived biochar from different pyrolyzed temperatures (300~700 ℃). Meanwhile, potential ecological risk of sludge-derived biochar was assessed using Hakanson method. The conclusion showed that the highest content of heavy metal in sludge and biochar were Zn and Cu. The order of heavy metal in sludge and sludge-derived biochar wasZn>Cu>Ni>As>Pb>Cd. With the increment of temperature, the speciation of heavy metal was mainly distributed in the residual fraction. When the temperature was 700 ℃, the residue fraction of Cu, Zn, Pb, Cd, Ni and As was 95%, 53%, 71%, 59%, 57%and 58%at 700 ℃, respectively. Heavy metals in sludge-derived biochar were distributed in residual fraction, except Ni. The results of potential ecological risk indicated that the main risk factors were As, Cd and Zn. Compared with raw sludge, the potential ecological risk of sludge-derived biochar obviously decreased. When the pyrolyzed temperature was 700 ℃, the potenti al ecological risk index decreased from 489.32 (raw sludge) to 73.27. Therefore, from the perspective of heavy metal environmental risk, the recommended temperature range for preparation of sludge-derived biochar was600~700 ℃.%重金属是城市污泥资源化利用的限制因子。
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文章编号:167320291(2007)0120102204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:X70311 文献标志码:ACharacteristics Analysis and E nvironmental Assessmenton H eavy Metals in the Sludge of Sew ageR EN Fu-mi n ,ZHO U Y u-song ,N IU M u-chen ,X U Zhao-yi(School of Civil Engineering and Architecture ,Beijing Jiaotong University ,Beijing 100044,China )Abstract :Sludge of Shanghai municipal sewage was chosen for carrying out total amounts and form analyses of heavy metals.The result show that four metals :Zn ,Cu ,Cr ,Ni were excessive on varied de 2gree.Based on these ,environmental assessment were carried to evaluate the contamination situation of heavy metals ,which show the four metals are in high ecological risk that should be emphasized when controlling ,handing with and recycling use of municipal sludge.K ey w ords :municipal sludge ;heavy metal ;speciation analysis ;ecological risk assessment 我国城市污水厂的进水中混有大量的工业废水,其中内含的重金属在水处理过程中以不同的形式由液相向固相转移,最后浓缩到污泥中.这些污泥所含有的重金属成为污泥再利用和资源化的最大制约因素.随着研究的深入,人们逐渐认识到,污泥中的重金属对环境危害取决于其存在形态的分布.重金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,利用能量色散X 荧光分析系统(EDXRF )和原子吸收法(AAS )对所选的污泥样品进行分析.确定污泥样品中重金属存在的种类、含量、形态.并据此进行生态风险评价.同时对重金属的来源、毒害状态和有效处置方法的选择提出预测和可行性措施.1 试验部分(1)主要仪器及试剂仪器:ED-95型能量色散X 荧光分析仪(EDXRF )(美国EDAX 公司);SB-01型原子吸收光谱仪(AAS )(Thermal Jarrell Ash A ).试剂:分析纯HClO 4、HF 、CH 3COOH 、HCl 、Mg 2Cl 2、N H 2OH ・HCl ,体积分数为30%的H 2O 2,石灰,Cu 、Ni 、Zn 、Mn 、Pb 、Cr 标准储备液.(2)污泥样品污泥样品取自上海市污水处理厂三级处理沉淀污泥,含水率为96%,黑色,有刺激性气味.样品在105℃恒温烘干、研磨,过100目尼龙筛备用.收稿日期:2005209214基金项目:国家高技术研究开发计划“863”计划(2002AA6013200)作者简介:任福民(1966—),男,河南灵宝人,副教授,博士.em ail :Renfumin2004@ 第31卷第1期2007年2月 北 京 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF BEI J IN G J IAO TON G UN IV ERSIT Y Vol.31No.1Feb.2007 (3)样品金属元素成分测定取少量污泥样品,利用能量色散X荧光分析仪(EDXRF)确定污泥的主要元素成分.(4)重金属总量测定和形态分析重金属总量测定:取研磨后过100目筛的样品1g,在聚四氟乙烯烧杯中依次加入HNO3、HClO4、HF,进行消解后定容25mL,测定重金属含量.重金属形态测定:根据EDXRF的分析结果,确定铜、镍、锌、锰、铅、铬为检验项目.采用Tessier[1]5步连续提取法,将污泥中的重金属分为交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机物结合态、残渣态5种形态分别进行萃取,测定每种形态重金属含量.具体试验步骤为:①可交换态:将11000g样加1mol/L的MgCl2溶液8mL,在(25±1)℃下连续震荡1h,离心,取出上清液;加去离子水洗涤残余物,再离心,取出上清液;将所有上清液过滤,定容待测.②碳酸盐结合态:将①的残渣加1mol/L的NaOAC溶液8mL,在(25±1)℃下连续震荡5h,离心,取出上清液;加去离子水洗涤残余物,再离心,取出上清液;将所有上清液过滤,定容待测.③铁-锰氧化物结合态:将②的残渣,加人0104 mol/L的N H2OH・HCl溶液20mL,在温度为(96±3)℃下浸提5h,偶尔搅动,补加0.04mol/L的N H2OH・HCI溶液10mL,冷却后离心分离;其上清液加去离子水洗涤残余物,再离心,取出上清液;将所有上清液过滤,定容待测.④有机物结合态:在③的残渣中,加入0102 mol/L的HNO3溶液3mL及体积分数为30%的H2O2溶液5mL摇匀,并用HN03调和,使p H=2,室温放置1h后,加热到(85±2)℃,保持2h,间歇搅动;补加3mL的H2O2溶液,并用HNO3(HNO3体积分数为20%)调和,使p H=2,继续恒温在(85±2)℃保持3h;冷却后加入312mol/L的N H4AC 溶液5mL,用去离子水稀释至20mL,振荡1h,离心分离取其上清液;加去离子水洗涤残余物,再离心,取出上清液;将所有上清液过滤,定容待测.⑤残渣态:将④中的残渣用HF+HClO4+HCl 消解,定容待测.重金属总量和各提取液中的重金属含量均采用原子吸收法测定,为消除干扰,标准系列介质均对应于各提取液浓度.2 结果与讨论(1)由X荧光分析仪(EDXRF)的分析结果可以看出,污泥中含有大量的铁、铝、钙、硫、钠等元素.这些金属既包括污水中原含有的元素,还包括由于添加聚铁、聚铝等混凝剂而进入水体的元素.这些元素虽然不是严重的有毒、有害元素,但是随污泥进入土壤系统后,长期累积对土壤圈物质循环和土壤生态系统会产生何种影响,目前已有的研究结果较少.要实现污泥的安全有效的利用,需要对其进行进一步的研究.而污泥中对环境危害最大的是重金属元素,通过图1可以看出,该污泥样品中包括锌、铬、镍、铜等国家严格控制的重金属元素.图1 分析谱线图Fig.1 EDXRF analytical line of sludge(2)Tessier5步提取法是应用较成功的形态分析方法之一.该法中可交换态反映人类近期排污对生物的毒性作用,碳酸盐结合态是由矿物迁移所致,铁-锰氧化物结合态反映人类活动对环境的影响.这3种形态中以可交换态存在的重金属活性最大,最易被环境中的生物吸收.碳酸盐结合态在p H值变化时可被生物吸收,铁-锰氧化物态重金属在强氧化条件下可能被释放,引起生物毒性,因此这3种形态属于不稳定态.而残渣态重金属主要是受矿物成分和岩石风化及土壤侵蚀的影响.有机态重金属反映人类排放有机物污水的结果,这两种形态的重金属不易被生物吸收,生物毒性较弱,属于稳定态[2-3].利用原子吸收法(AAS)对污泥中的重金属形态进行分析测定结果见图2及表1.图2 元素形态分析图Fig.2 Morphological distributionof heavy metals in the sewage sludge301第1期 任福民等:污泥中的重金属特性分析和生态风险评价表1 污泥中的重金属形态分布Tab.1 Morphological distribution of heavy metal in sludge mg/kg污泥形态元 素铅铬锰铜锌镍可交换态0105 1185 80518 7141 1912 12715碳酸盐结合态0105 0184 22812 5173 8138 3613铁2锰氧化物0115 42711392516 2519223414 55015有机物结合态0117 33113 42915142517 34310 22314残渣态50130 40515 53110 42417 29114 7412总量55140113015610712192617284112110016五步合量50162116616592011188914289613101119 从图2和表1中可以看出,对于锌而言,其含量高(约占总含量的78%),而且主要以不稳定的铁-锰氧化物态存在;铜(约占总含量的75%)主要以稳定的有机结合态存在;铬(约占总含量的65%)主要以有机结合态和残渣态为主的稳定态存在;铁-锰氧化物态主要是以不稳定态存在,占总量的1/3;镍的5种化学形态都占有一定的比例,其中铁-锰氧化态约占总量的1/2,稳定态占总量的1/3;铅的含量较少,且主要是以稳定的有机态和残渣态存在.超标的金属中,锌对环境的影响最大,其次是镍和铬,铜的环境影响最小.表2 城市污泥重金属含量及相关标准[4]Tab.2 Heavy metal contents of sludge samplesand comparisons to related standards mg/kg 元素样品含量污泥农用国标p H>615p H<615美国农用标准锌28411210005002800铜192617 5002501500铬11301510006001200镍110016 200100 420铅 55141000300 300 从表2可以看出,我国污泥农用标准比较严格,试验样品中超标的重金属有铬、铜、锌、镍4种,其含量远远超过污泥的农用标准.因此农用前对污泥进行处理是必须的.3 重金属污染水平及潜在生态风险国内刘文新[5]等人以污染严重的乐安江河流沉积物为研究对象,利用地质积累指数I geo和风险因子E r i及风险指数R I等定量的评价指标,开展沉积物中重金属污染的潜在生态风险评价.基于河流沉积物中的评价对象为铜、铅、锌、铬、镍、砷、锰,同污泥中的重金属控制项目相同,并且满足基于元素丰度和释放原则的生态评价体系所需要的若干前提条件.因此,这里采用地质积累指数I geo和单一金属生态潜在风险因子E r i与多金属潜在生态风险指数R I来反映污泥中的重金属对生态环境的影响潜力.I geo=lb(C n/115B n)(1)E r i=T r i C n/B n(2)R I=∑E i r(3)式中,C n为样品的实测浓度,本试验中的实测浓度选择重金属的不稳定态的总和(即铁-锰氧化物结合态,可交换态,碳酸盐结合态);B n为测试项目的背景值,本试验选取陈玲等[6]所做的上海化学工业区土壤环境背景值的调查结果;T r i反映金属在水相、沉积固相和生物相之间的响应关系.污泥样品中的重金属含量及污染评价见表3.表3 污泥样品中的重金属含量及污染评价Tab.3 Contrast of the concentration and ecological risk of heavy metals in sludge mg/kg 项目锌铜铅铬镍锰B n 84190161700 20140072100026160 438.000C n22611980391040 012504291790714130049591600I geo 4114901654-61935 11993 41162 21916E r i 261642111688 010********--R I501329(属于中度风险)-- 铜、铅、铬、锌作为强生物毒性的金属元素,铜和铅的毒性响应因子定义为5,铬为2,锌为1.锰和镍元素的生物毒性现在研究较少,无法确定其响应因子的数值.规定E r i<5为低风险,5≤E r i<10为中等风险,10≤E r i<20为较高风险,20≤E r i<40为高风险,40≤E r i为极高风险;R I<30为低风险,30≤R I<60为中等风险,60≤R I<120为高风险,R I ≥120为极高风险.401北 京 交 通 大 学 学 报 第31卷从表3中各金属元素的地质累积指数来看,锌和铬超过背景值较高,是污泥中的主要的污染元素,铜为弱污染,铅未污染.由于近年来电子工业的快速发展,导致污水中的锰,镍元素大量的增加,使污泥中锰,镍元素超过土壤的背景值甚多,其对生物的毒性影响还有待研究.根据污泥的重金属潜在生态风险评价结果,该污泥样品属于中度风险(30≤R I<60).对于单一元素潜在的生态风险来说,铜和铬的单一金属生态潜在风险因子均大于10,属于较高生态风险.锌单一金属生态潜在风险因子大于20,属于高生态风险,也是生态风险指数增高的主要因素.由此说明,该污泥样样品中的主要生态风险元素为锌、铜和铬,在污泥处置和利用的时候应引起重视.4 结论和建议污泥农用是污泥处理的主要发展趋势.污泥农用前,应对污泥中重金属总量及形态进行分析从而确定合理的处理方法,将污泥农用对土壤的污染减少到最小的程度.污泥中的重金属主要以可交换态,碳酸盐结合态,铁-锰氧化物结合态,有机结合态,和残渣态5种形态.其中前3种为不稳定态,后2种为稳定态.污泥中锌、镍和铬主要以不稳定态存在,铜和铅主要以稳定态存在.通过风险评价,铜和铬属于较高生态风险,锌属于高生态风险,在污泥处置和利用的时候应引起重视.参考文献:[1]Tessier A,Campbell P G C,Bisson M.Sequential Extrac2tion Procedures for the S peciation of Particulate Trace Met2 al[J].Anal Chem,1979,51(7):844-859.[2]隆茜,张经.陆架区沉积物中重金属研究的基本方法及其应用[J].海洋湖沼通报,2002(3):25-31.Long Qian,Zhang Jing.The Method of Heavy Metals Study in Shelf Sediments and Its Application[J].Transac2 tions of Oceanology and Limnology,2002(3):25-31.(in Chinese)[3]Comez-Airza J L,G irldez I,Sanchez-Roads D,et al.Met2al Readsorption and Redistribution During the Analytical Fractionation of Trace Elements in Oxic Estuarine Sedi2 ments[J].Anal Chim.Acta,1999,399:295-307.[4]中华人民共和国国家标准G B18918-20021200.城镇污水处理厂污染物排放标准[S].北京:中国环境出版社, 2002.National Standard of People’s Republic of China G B18918-20021200.Discharge Standard of Pollutants for Munici pal Wastewater 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