三明市城市生活污水处理厂污泥中的重金属含量及其形态分布研究

以福建省三明市生活污水处理厂的污泥为研究对象,研究了污泥中重金属的种类及含量,以及重金属的形态分布情况.重金属全量微波消解结果表明,三明市生活污水处理厂的污泥含有Zn、Cu、Pb、Cr、Ni、Co、Cd等7种重金属,含量由高到低的顺序为Zn＞Cu＞Pb＞Cr＞Ni＞Co＞Cd,其含量分别为2513.91 mg/kg、438.62 mg/kg、152.3 mg/kg、81.28 mg/kg、35.08 mg/kg、14.43 mg/kg、1.58mg/kg,其中Zn超过污泥农用(酸性土壤)时的标准限制(2000mg/kg).BCR形态分析结果表明,污泥中重金属Zn、Cr和Ni主要以残渣态为主,Cu、Pb、Co和Cd主要以还原态为主.Zn和Cd的不稳定态含量较高,具有潜在的污染影响,在污泥利用时应给予关注.     

城市污泥中重金属形态及资源化可行性分析

以南方某市6个污水处理厂为例,分析污泥中重金属Cu,Zn,Ni,Pb,Cd,Cr的质量比及其形态分布特征,分析污泥农用的最大施用量和制砖的最大添加量.结果表明:污泥中的Pb,Ni,Cd有效态比例较高,Zn,Cr主要以不可利用态存在,Cu主要以潜在有效态和不可利用态存在.污泥农用的静态环境容量分析结果显示:不同来源污泥的最大施用量有显著差异,可将Cd作为主要监控污染元素,同时作为控制城市污水污泥农用过程中最高施用量的计算参考指标,以保证土壤环境安全.通过制砖污泥添加比例的计算,选取Cu作为E污水厂污泥制砖过程的限制性指标,其余5个污水处理厂的限制性指标为Cr.     

基于梯度扩散薄膜技术的脱水污泥中重金属有效性的原位分析

城市污泥中重金属污染日益得到关注,而重金属毒性/有效性的评价方法还没有统一的标准.本实验以南京市四个采用不同处理工艺的生活污水处理厂的脱水污泥为研究对象,利用梯度扩散薄膜技术(DGT)和化学连续提取法测定重金属(Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、V、As、Mo、Sb和W)的含量,并分析两者所测浓度之间的相关性,探讨脱水污泥中重金属的有效性.实验结果表明,部分脱水污泥中Ni、As和Cd总量浓度超出农用泥质的行业标准,阴离子型重金属元素的生物可利用态(非专性吸附态NS1,专性吸附态SS2)所占比例普遍高于阳离子型重金属(可交换态EX1,碳酸盐结合态CB2);Ni和Cu的EX1和EX1+CB2、As的NS1和NS1+SS2、Mo和Sb的SS2与相对应元素的DGT浓度具有显著的相关性.DGT技术有望应用于污泥中重金属的原位测定.     

电热板消解—火焰原子吸收法对污泥中铅、铜、锌的测定研究

取武汉市某污水处理厂脱水污泥为实验研究对象,用BCR三步提取法对污泥中Pb、Cu、Zn的4种存在形态进行分离提取,用电热板消解法进行全量消解,利用火焰原子吸收(FAAS)检查污泥样品中Pb、Cu、Zn的总量和各形态含量。结果表明,武汉市某污水处理厂脱水污泥中Pb和Cu的含量较低,Zn的含量较高,其中,Pb主要以残渣态的形态存在,弱酸提取态较少,Cu的弱酸提取态仅占0.2%,主要以氧化态的形态存在;Zn的4种形态分布较平均,可氧化态所占比例略高于其它三种形态。     

开封市污水处理厂污泥中重金属形态分布及其潜在生态风险评价

以开封市西区(A)、东区(B)污水处理厂脱水机出泥口污泥为实验材料,用H2O2-王水体系进行微波全量消解,采用化学试剂分布提取法(Tessier法)来研究两类污泥中6种重金属的水溶态、酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态5种化学形态分布特征,用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)检测其中的Cu、Pb、Cr、Ni、Zn、Mn的含量和形态分布,并利用地累积指数、单因子污染指数和潜在生态危害指数法对两种污泥中重金属农用可能带来的潜在风险进行了综合性评价.实验结果表明,A污泥中Zn含量超过了(GB 18918-2002)农用土壤使用限值,其他重金属Cu、Pb、Cr、Ni、Mn含量均符合国家农用控制标准,B污泥中6种重金属含量均低于农用标准,但两座污水处理厂污泥中6种重金属含量远远高于开封市潮土背景值.Tessier法提取实验结果表明,A、B两厂的污泥中重金属的形态分布相似,Cu、Pb和Cr主要以有机物结合态形式存在,对环境的风险是累积性的,Zn和Mn主要以还原态的形式存在,生物潜在危害性较大,Ni在5种形态的分布差异不大,Cr的残渣态在5种形态中所占比例最高,酸溶态含量均低于20%,6种金属的迁移性顺序:Zn>Mn>Cu>Pb>Ni>Cr.地累积指数评价结果表明,A、B两厂污泥中,Zn潜在环境风险较高,Cu危害程度均为中等风险,Pb为偏中度污染,而Cr、Ni、Mn基本不产生环境风险.单一金属风险Eir评价法表明,Cu为中等风险,其他金属属于低风险.潜在生态危害指数评价法表明,A、B两种污泥的RI值均小于120,属于低风险.因此,A、B两厂的污泥在农用前必须对重金属进行无害化和稳定化处理.     

污泥农用对碱性土壤重金属元素形态分布的影响

采用一种新的连续浸提方法,研究污泥长期(8 a)施用对碱性土壤中Zn、Cu、Ni、Cd和Pb元素的总量及元素形态分布的影响。结果表明:污泥农用显著增加了土壤中Zn、Cu、Cd和Pb元素的总量,而对Ni元素的总量无显著影响;土壤中Zn、Ni、Cd和Pb元素的主要存在形态为残渣态(61%~84%),其次为乙二胺四乙酸(EDTA)提取态,而Cu元素主要为EDTA提取态(42%);污泥农用对土壤中Ni和Pb元素的形态分布无显著影响,但提高了Zn、Cu和Cd元素的EDTA提取态、Zn和Cu元素的有机质结合态以及Cd元素的残渣态比例,而且减小了Zn元素的残渣态、Zn和Cu元素的晶体铁铝氧化物结合态、Cu元素的醋酸-醋酸钠提取态以及Cd元素的可交换态比例;土壤重金属总量、p H和有机质含量是影响重金属元素形态分布的主要因素。     

生物炭施用对污染红壤中重金属化学形态的影响

采用BCR分级提取的方法研究了2种不同生物炭施用对污染红壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb化学提取形态的影响.结果表明,生物炭施用提高了土壤pH值和有机质含量.实验土壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb均主要以残渣态存在(分别为86.11%、63.30%、66.24%、50%),施用鸡粪生物炭(P)后Cu、Cd和Pb的可还原态比例降低,Zn可还原态与Cu、Zn、Cd、Pb的酸可提取态和可氧化态的比例都有所增加.施用木屑生物炭(W)后Zn、Cd和Pb的可还原态比例降低,Cu、Zn、Cd和Pb的酸可提取态,Cu可还原态及Cu、Zn可氧化态的比例增加.总体来看,施用木屑生物炭(W)和鸡粪生物炭(P)后,Cu和Zn的残渣态所占比例分别降低了9.3%、27%,3.7%和16%,而Cd和Pb的残渣态比例分别增加了3.6%、3.0%,4.5%和3.7%,表明施用2种生物炭可以增加Cu和Zn的生物有效性,且施用P生物炭后增加的比例大于施用W生物炭;降低Cd和Pb的生物有效性,但施用2种生物炭后降低的比例相差不大.     

高青县设施农田土壤重金属分布特征及污染评价

以山东省淄博市高青县的设施农地为研究对象,分析表层土壤(0～20 cm)的酸碱度(pH)、有机质以及重金属Zn、Cr、Cd、Ni含量和形态,同时采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法、潜在生态危害指数法对土壤质量现状进行评价。结果表明:(1)高青县设施农田表层土壤样品中重金属Cr、Ni、Zn、Cd的平均含量分别为91.16、33.27、34.82、1.34 mg/kg,其中重金属Cr、Ni、Cd均超过淄博市土壤重金属环境背景值,土壤有机质含量介于14.75～33.88 g/kg之间,pH值介于5.17～8.51之间;(2)可氧化态和残渣态是设施农田土壤中重金属Cr、Ni、Zn、Cd的主要存在形态,重金属Cr、Ni、Zn的不同形态含量从大到小排序均为残渣态可氧化态可还原态可交换态,而重金属Cd形态含量从大到小排序为残渣态可氧化态可交换态可还原态;(3)相关性分析可知,高青县设施农田土壤中有机质仅对重金属Zn含量产生影响,而对其他研究元素无明显影响,且Cr与Cd之间及Cr、Ni、Zn之间均具有一定的同源特性,除了pH值对Ni的可交换态迁移转化产生较显著影响外,土壤有机质和pH值对其他所有重金属形态无显著影响;(4)四种指数法的评价结果均表明高青县设施农田土壤整体处于重金属Cd重度污染状态,重金属Cd是构成生态危害的主要风险因子。     

贵州晴隆大厂锑矿区周围土壤重金属污染状况的分析与评价

对贵州晴隆大厂锑矿矿区周围土壤中重金属的总量和化学形态进行了详细研究.研究结果表明,该矿区周围土壤综合污染指数为23.32,周边土壤已受严重污染,矿山周围土壤重金属含量依次为Zn＞Sb＞Pb＞Bi＞Cu＞As＞Cr＞Ni＞Cd;该矿区重金属污染物的化学形态总的分布趋势为可交换态＜可还原态＜可氧化态＜残渣态,因此,总体来...     

污泥中重金属形态分布与可浸出性的相关性研究

选取4个典型的城市污水厂的污泥为试验样品,研究了污泥中Cu,Zn,Ni,Cr,Pb和Mo的化学形态分布以及可浸出性,并对金属的形态分布与浸出量进行相关性分析.结果表明:Zn主要以可交换态和可还原态形式存在于污泥中,Cu和Pb主要以可氧化态形式存在,Ni,Cr,Mo主要以残渣态赋存.在相同浸出条件下,金属的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,其中金属的浸出量与其在污泥中的可交换态和可还原态含量之间具有明显的正相关性.     

油菜秆热解过程中重金属形态研究

采用BCR连续提取法研究修复植物油菜秆和生物炭中重金属形态,并利用风险评估指数对重金属的环境污染风险进行评估。研究结果表明:随热解温度的升高,各重金属残渣态质量分数增大,Cd,Cu,Mn和Pb的稳定性增强,生物有效性降低,而Zn由于酸溶态质量分数增大,稳定性减弱;随热解时间的延长,Cd和Cu的可氧化态质量分数减小,残渣态质量分数增大,Zn的可还原态质量分数减小,可氧化态与残渣态总质量分数增大,Mn和Pb的各形态质量分数保持相对稳定;热解可有效降低重金属的污染风险。     

交替好氧厌氧堆肥化对城市污泥重金属的影响

为探讨交替好氧厌氧堆肥化过程中城市污泥重金属含量和化学形态的变化规律，以城市污泥为主，混以一定量的城市有机垃圾，控制含水率在60％左右、C／N质量比为30～40，进行为期60天的交替好氧厌氧堆肥处理．结果表明：Cu、Ni、Cd、Cr、Pb的含量均有不同程度降低，zn的含量稍有上升，但均低于国家污泥农用标准．重金属的化学形态分布发生了较大变化，其中可交换态Cu、Ni、Cd、Cr和Pb所占比例和含量均出现明显下降．可交换态Zn所占比例下降，含量略微增加．说明交替好氧厌氧堆肥处理降低了城市污泥与城市有机垃圾农用对土壤和水体的重金属污染风险．     

北京市污水处理厂污泥特性分析

为科学合理进行污泥处置奠定基础。以北京市11个污水处理厂的生污泥为样品,对其进行pH值、含水率、有机质等养分和重金属含量化验分析。总体看所采集污泥是富含有机质(平均为509.45g/kg)、高氮(平均为46.12g/kg)、高磷(平均为45.47g/kg)、低钾(平均为8.33g/kg)的有机肥。pH值6.71~7.51,处于微酸性和微碱性之间,在土地利用上,不会对土壤的酸碱度造成大的影响。污泥中含水量较高(平均为82.73%),不宜直接施用。污泥中含有Pb、Cr、Cd、Cu、Ni、Zn、Hg等重金属,但含量不高,只有个别污水处理厂的污泥中重金属含量稍微超标。对污泥性质的分析为污泥的资源化利用提供了科学参考。     

粉煤灰对钝化污泥重金属有效性影响

通过添加不同比例的粉煤灰对城市生活污泥进行钝化,系统的研究了粉煤灰对钝化污泥中金属元素Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe含量及其有效化的影响.结果表明:粉煤灰对污泥中有效态Cd、Pb、Ni、Cr、Mn、Fe具有钝化作用,其中对Cd和Fe的钝化效果最明显;但对Cu却有促进其向有效态转化的作用;总体上看钝化污泥人工土壤中重金属含量符合国家农用标准,而其中有效态Cd、Pb、Ni、Cr的含量均远远低于对植物体造成毒害的临界水平.     

三种螯合剂对土壤重金属Cd和Zn形态变化的研究

螯合诱导植物修复技术目前在重金属污染土壤治理领域中具有广阔的发展前景;而土壤中重金属的生物有效性一直是这项技术中的关键。在实验室条件下,利用土壤培养和BCR(the Community Bureau of Reference)连续提取方法,研究了外源重金属Cd、Zn在土壤中的形态转化以及EDTA-Na2、DTPA和酒石酸三种螯合剂的添加对土壤中Cd、Zn形态的影响。结果表明:原土中的Zn主要以可还原态为主,残渣态和可氧化态次之。原土中的Cd含量较少,主要以残渣态主。外源Cd、Zn进入到土壤后,重金属各个形态含量明显增加,主要集中在酸可提取态中。EDTA-Na2、DTPA和酒石酸添加后,土壤中Cd、Zn的酸可提取态明显提高,可还原态和可氧化态含量降低,残渣态没有明显变化。三种螯合剂的添加浓度和Cd、Zn的有效态有着明显的线性相关性,其中DTPA的相关性最高。EDTA-Na2在1.25 mmol.kg-1的时候对Cd和Zn活化效果最好;比对照组分别提高了34.16%和23.24%,说明EDTA-Na2在1.25 mmol.kg-1的施加浓度下,对修复重金属污染土壤中的Cd和Zn具有较大潜力。     

污水厂污泥中重金属有效态分布特征研究

通过Tessier逐步提取法结合AAS测试进行Cu、Pb、Cr、Cd、Zn、Ni六种重金属元素的有效态试验,并对污水厂污泥和当地土壤进行了对照分析。分析结果表明,Cu、Pb、Cr、Cd、Zn、Ni在污水厂污泥中主要以不容易迁移的有机态和残渣态存在。Cu、Ni、Zn的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态含量要高于当地土壤,Pb、Cr、Cd等元素易迁移的前三种有效态含量低于当地土壤。当该污水厂污泥用于土壤调节或植物栽培时,有可能引起Cu、Ni、Zn等元素由污泥向土壤继而通过土壤向植物和水体迁移,不宜直接用于土地利用或土壤改良。     

浍河祁县段底泥沉积物重金属的生物有效性及风险评价

为深入认识浍河祁县段底泥沉积物中重金属元素的赋存状况及生态风险,采集12个表层沉积物(0~20cm)样品,采用改进的BCR连续提取法进行元素形态和生物有效性分析,进而运用潜在生态风险指数法对其污染进行评价。结果表明,研究区河段底泥沉积物中重金属元素Zn,Pb,Ni,Cr,Cu的平均含量均高于安徽省土壤背景值,存在一定程度的累积现象;各元素含量的空间分布受煤矿开采活动影响显著,在研究区河段内沿程呈现"先升高、后降低"的变化趋势;5种重金属元素的潜在生态风险均为轻微风险等级;底泥沉积物中Zn,Ni,Cr主要以残渣态为赋存形态,Pb以可还原态为主,Cu的可还原态和可氧化态比例大致相当,且占较大比重,各元素的生物有效性从大到小依次为Pb,Cu,Zn,Ni,Cr。     

宝鸡市城镇污水处理厂污泥处置现状分析

目的研究宝鸡市污泥处理处置状况,为其科学处理以避免二次污染以及合理利用提供参考。方法对其近6a的污泥产量及处置状况进行调研,分析4家城镇污水处理厂污泥中Cd,Cr,Cu,Ni,Pb以及Zn 6种重金属元素的总量特征,运用潜在生态危害指数法评价污泥中重金属生态风险,并对宝鸡市污泥处置存在的问题和对策进行简要探讨。结果研究结果表明,填埋仍然是宝鸡市最主要的污泥处置方式。污泥中重金属元素的平均含量从大到小为ZnCuCrNiPbCd,但其含量均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)要求。重金属污染顺序为CdCuPbNiZnCr,污泥Cd和Cu是主要的潜在生态风险元素,在土地利用特别是农用过程中存在一定的生态风险。结论完善污泥处置监督管理制度和费用保障政策,开展污泥资源化综合利用研究,找到适宜污泥处置出路对于保护环境、实现资源综合利用以及可持续发展至关重要。     

PDP玻璃中金属锌的环境溶出特性

通过BCR三步逐级提取法、TCLP程序和DTPA及EDTA生物可利用性提取法,对废弃等离子显示屏玻璃中金属锌的环境溶出特性进行研究。结果表明:废弃PDP玻璃前、后板中Zn的化学形态均以可交换与弱酸溶解态和可还原态为主,前板中可氧化态Zn含量高于残渣态,后板中则残渣态Zn含量高于可氧化态Zn含量。废弃PDP玻璃具有较高的环境浸出毒性,其中,Zn的高浸出毒性主要是由可交换与弱酸溶解态和可还原态决定的,前、后板中这2种形态Zn的浸出量分别占其浸出总量的91.06%和96.79%,而可氧化态和残渣态对其TCLP浸出毒性贡献不大。废弃PDP玻璃中Zn的生物有效提取绝对量较高,其中,后板中Zn的EDTA提取量高达812.17mg/kg,废弃PDP玻璃潜在的生物可利用性非常高。     

阿哈水库沉积物重金属形态分布及生态风险评价

采用SWB-1型柱状采泥器采集阿哈水库沉积物柱状剖面样,利用BCR连续提取法研究沉积物样品中Cu,Zn,Cd,Pb的赋存形态分布特征,并采用基于重金属形态学研究的次生相与原生相比值法(RSP)对沉积物中4种重金属的潜在生态风险进行了初步评价.结果表明:Zn,Pb,Cu,Cd 4种元素的总量分别为:294.74,43.64,38.68,1.91mg/kg,其中Cu主要以残渣态存在;Zn,Cd主要以弱酸溶态、可还原态和残渣态存在;Pb主要以可还原态和残渣态存在.从RSP污染指数分析,阿哈水库沉积物中4种重金属的潜在生态风险从大到小依次为Cd,Zn,Pb,Cu.