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.     

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。     

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。     

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。     

城市生活垃圾焚烧底灰熔融处理实验研究

应用XRF对不同粒径的焚烧底灰组成进行了分析,并对底灰试样(用TCLP)以1 100～1 400 ℃的熔融温度进行熔融处理实验、物理特性、微观形貌分析(用SEM)、熔渣重金属分布(用ICP-AES)、浸出毒性测定等研究.研究结果表明:焚烧底灰中主要组成为SiO2,CaO,Al2O3,Fe2O3;颗粒尺寸在1.0～19.0 mm范围内的占79.7%;熔融试样的密度、吸水率和孔隙率均随熔融温度的升高而减小,减容比和硬度均随着熔融温度的升高而升高;在熔融温度高于1 300 ℃时,试样达到较好的熔融效果;熔融体物相发生变化对重金属浸出率影响显著,挥发性重金属Cd和Pb以气态形式被收集,Zn,Cr,Ni则固溶在熔渣中,而Zn,Cr,Pb,Cu,Cd等重金属浸出率均明显降低.     

水洗预处理对垃圾掺烧污泥焚烧飞灰中重金属高温挥发特性的影响

对某垃圾掺烧污泥焚烧厂焚烧飞灰进行采样,在研究重金属形态分布的基础上,重点研究飞灰水洗前后重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)高温处置过程中的挥发特性。研究结果表明:飞灰中重金属酸可交换态中Cd的比例最大,其次为Zn,而重金属Cr,Ni和Mn主要以残渣态存在。高温处置过程中,飞灰中Pb表现出最易挥发的特性,其挥发率超过80%,而Cu挥发性较小,其挥发率30%,4种重金属的挥发性从大至小依次为:Pb,Cd,Zn,Cu。水洗飞灰中Zn的挥发率最高,超过20%,而Cu挥发性最小,水洗飞灰中重金属的挥发性从大至小依次为:Zn,Pb,Cd,Cu。在受热时间为120 min、加热温度为900℃条件下,飞灰水洗后Zn,Pb,Cd和Cu的挥发率分别降低了6.87%,70.24%,34.73%和9.52%,其中水洗脱Cl是重金属挥发率降低的主要原因。     

东洞庭湖表层沉积物重金属赋存形态及风险评价

为深入了解东洞庭湖重金属污染现状,以东洞庭湖表层沉积物为研究对象,采用BCR连续提取法和ICP-MS测定法分析沉积物重金属含量、赋存形态特征,运用潜在生态风险指数和次生相与原生相比值进行评价。结果表明:1)Cd、Pb、Cr含量超过湖南潮土其背景值。Cr变异系数50%,空间分布差异大。2)Cu、Pb、Zn和Cr以残渣态为主,Cd以弱酸可提取态为主,有效态占比较高,毒性较大,其他元素稳定性较强,毒性较低,对湖区环境影响较小。3)潜在生态风险指数排序为CdPbZnCrCu,Cd表现为严重污染,生态风险较高。研究区内RI均值为590,属于强生态风险,Cd为主要贡献因子。RSP值大小顺序为:CdPbZnCuCr,Cd RSP值最高,表现为重度污染,Cu和Zn表现为轻度污染,Zn和Cr表现为无污染。     

重金属沉渣土著微生物浸出后余渣的潜在毒性

在pH值为3.0、温度为30 ℃、矿浆质量分数为7%的优化浸出条件下,通过摇瓶试验,结合X射线衍射分析、BCR法3步连续提取,研究了土著微生物浸出重金属沉渣后余渣中重金属的潜在毒性。结果表明：土著微生物浸出7 d后,沉渣中Cd,Mn,Cu,Pb,Zn含量分别由原来的4 530,7 650,830,29 530,62350 mg/kg降低至730,1280,390,13 810,15650 mg/kg.浸出过程沉渣中Cd,Mn,Cu,Pb,Zn等重金属的酸可提取态相对含量显著降低,残渣态相对含量提高.余渣环境活性和潜在危害低于《危险废物鉴别标准》（GB 5085.3-2007）的规定,土著微生物浸出能有效实现重金属沉渣的资源化和无害化.     

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.     

广西城镇污水厂脱水污泥重金属形态分布特征

为了实现污泥的稳定化、无害化和资源化,对广西城镇污水处理厂脱水污泥的基本理化性质和污泥中重金属总量和形态分布特征进行了研究分析。分析结果表明,广西城镇污水处理厂的污泥均呈酸性,p H值在6.05~6.35,总氮含量的平均值为49.74 g/kg,总磷含量的平均值为10.72 g/kg,有较好的农用价值。脱水污泥中重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的含量分别为26.31~28.83,1.39~3.77,47.01~87.37,78.07~135.28,32.18~42.22,25.79~44.40,320.86~363.72 mg/kg,均满足CJ/T 309-2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质标准》中的B级标准,可施用于相应农作物。其中,Zn、Ni的形态主要集中在迁移性较强的可交换态、可还原态范围内,极易被生物利用,不稳定;Pb主要集中在可还原态,Cu主要集中在可还原态、可氧化态范围内,它们迁移性较弱,可被生物间接利用,较为稳定;Cr主要集中在残渣态、可氧化态范围内,迁移性最弱,不易被生物吸收利用,最稳定;而As和Cd的形态分布比较均匀。     

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.     

何家小岭尾矿库周边土壤重金属污染状况分析及潜在风险评价

对合肥市庐江矿区何家小岭尾矿库周边土壤中重金属的总量和形态分布进行分析,通过内梅罗指数法和风险评价编码法(RAC)对其污染状况进行评价。结果表明,除Ni外,其他重金属元素均高于庐江县土壤背景值,其中Cu、Cd两种元素超过风险筛选值(GB15618-2018)。土壤中金属元素(除Cd以外)主要以残渣态为主,Cd元素的弱酸提取态占相当大的比例(11.25%～52.18%),金属元素弱酸提取态顺序由大到小依次为Cd、Zn、Ni、Cu、Pb、As、Cr。基于单因子和内梅罗污染的结果表明,Cu、Cd、As属于轻微污染,土壤重金属总体水平属于轻度污染,基于形态的RAC表明该地区Cd为高风险,Zn为中风险,其他元素无风险或具有较低的风险水平。     

广西桂平锰矿区土壤重金属含量及形态分析

选取Mn、Pb、Zn、Cu、Cr和Cd 6种重金属指标,对广西桂平锰矿不同区域土壤的重金属含量及形态分布进行分析。结果表明,该矿区土壤中的6种重金属元素含量均超过了广西的土壤背景值,主要污染物是Mn和Cd。Mn元素以铁锰氧化物结合态为主,占总量的73.11%~92.67%;Pb元素主要为可交换态、铁锰氧化物结合态和残渣态,分别占总量的28.96%~46.59%、15.74%~38.62%和18.72%~36.94%;Zn和Cu的形态分布相似,以残渣态为主,分别占总量的61.75%~80.01%和62.75%~85.67%,其次以铁锰氧化物结合态存在,分别占总量的7.34%~18.68%和8.17%~22.93%;Cr元素以残渣态为主,占总量的74.89%~85.87%;Cd元素形态分布相对较均匀,其中可交换态所占比例最大,占总量的28.24%~36.00%。综合土壤中重金属含量和形态分析结果可知,Mn、Cd元素对该锰矿区生态系统的潜在影响较大。     

铝型材厂工业污泥中重金属含量及其浸出特性研究

通过7种来源不同的铝型材污泥试样,在分析其含水率、灰分、pH值基本理化特性的基础上,讨论了铝型材污泥的化学组成、重金属含量及其浸出特性.结果表明,铝型材污泥属于中性偏酸性物质,主要由Al2O3组成,含量在50%以上.各试样中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd及Cr的总含量的分布趋势基本是一致的,其中Pb、Cd的含量较低,Cu、Zn、Ni及 Cr的含量较高.浸出毒性试验表明铝型材污泥属于非危险废物,但污泥中各重金属的浸出特性又各自不同,可能主要与它们在试样中的总含量和浸出液的最终pH值有关.     

铝型材厂工业污泥中重金属的含量及浸出特性

在分析7种来源不同的铝型材污泥试样的含水率、灰分、pH值等基本理化特性的基础上,讨论了铝型材污泥的化学组成、重金属含量及重金属浸出特性.结果表明:铝型材污泥属于中性偏碱性物质,主要由含量在50%以上的Al2O3组成;各试样中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd及Cr的总含量的分布趋势基本一致,其中Ph、Cd的含量较低,Cu、Zn、Ni及Cr的含量较高.浸出毒性试验表明铝型材污泥属于非危险废物,污泥中各重金属的浸出特性各不相同,这可能主要与它们在试样中的总含量及浸出液的最终pH值有关.     

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.     

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.     

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。     

古冶炼废渣环境毒性鉴别

对古冶炼废渣中重金属的腐蚀性和浸出毒性进行分析,并对废渣中重金属在不同pH条件下的浸出行为进行探讨。结果表明:废渣pH呈弱碱性,残留重金属含量很高,Zn+Pb平均含量高达6.97%,但废渣中重金属以残渣态为主,浸出毒性很低,对环境的危害潜力明显减弱,表明采用总量法来预测废渣中重金属的环境危害是不确切的。在极酸性和极碱性条件下,废渣中重金属的浸出量明显增大。在pH3时,Zn、Pb、Cr和Cd的浸出量均达到极大值。在pH12时,Zn、Pb、Cr的浸出量增大,但浸出量比酸性条件下小。在中性条件下,Zn、Pb、Cr和Cd的浸出量最小。在正常降雨条件下,古冶炼废渣对环境的危害能力已降低到较低水平,可按一般工业固体废物的要求进行处置。     

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...