某市生活污水处理厂污泥中重金属的含量及形态研究

城市污泥的农用现已成为污泥资源化利用的主要方式之一,但该利用方式在很大程度上受限于污泥中重金属可能引发的二次污染风险。本文采用原子吸收光谱法,测定了某生活污水处理厂各工艺单元的污泥样品中重金属元素Zn、Pb、Cr、Ni、As的含量;进而用改进的Tessier连续提取法对5种重金属元素的形态分布特征进行了研究。结果表明,各单元污泥样品中5种重金属元素含量均在我国污泥农用控制标准范围内。污泥中重金属的连续提取实验发现,重金属主要以残渣态和腐殖酸结合态的形式存在,迁移性和生物可利用性较低。其中Cr和Pb的残渣态比例较高,分别为63%-88%和76%-86%;As和Zn的残渣态比例次之,分别达到了45%-54%和31%-47%;Ni的残渣态比例最低,只有17%-25%。Ni的腐殖酸结合态比例最高(57%-66%),As、Zn、Pb次之,Cr的腐殖酸结合态比例最低,只有2%-10%。Ni元素的可交换态比例较高(4%-18%),在进行污泥农用时应引起注意。     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。     

深圳市污水污泥的元素分析及农用安全评价

研究深圳特区内南山、滨河、罗芳污水厂污泥样品的元素含量及重金属形态.结果表明,N、P、K、Ca及Fe的平均含量分别为33.2g/kg、10.0 g/kg、7.2 g/kg、15.6g/kg及22.1g/kg,Mn、Mo、B的含量分别为302.0 mg/ks、6.5 mg/kg、30.3 mg/kg.重金属含量依次为Zn>Cu>Cr>Ni>Pb>As>Cd.平均值分别为731.4 mg/kg、382.6 mg/kg、163.3mg/kg、102.6 mg,/kg、45.6mg/kg、14.3 mg/ks、1.0 mg/kg.研究表明,深圳市特区内污水处理厂污泥样品中重金属含量总体上相对较低,仅南山污水处理厂的Cu和Ni超过污泥农用标准(GB 18918-2002).重金属Cr、Cu、Pb在残渣态中的比例较高,对环境的威胁相对较小,而Ni、As及Zn在酸溶态和可还原态中的比例普遍较高,其释放潜力和生物有效性较强,在污泥农用时需要注意.     

膨润土和改性膨润土对电镀污泥中重金属的稳定化处理

采集某电镀厂污泥,以膨润土和改性膨润土为稳定剂,采用TCLP毒性浸出试验分析膨润土和改性膨润土对污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的稳定化效果。未加入稳定化剂前,电镀污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的浸出毒性分别为154 mg/L、13.5 mg/L、658 mg/L和76 mg/L。稳定化试验结果表明,在膨润土和改性膨润土的投加量与干污泥的质量比分别为1∶5和3∶10,振荡时间为12 h时,浸出液中重金属质量浓度最低,稳定化效果最好。形态分析结果表明,加入膨润土和改性膨润土稳定后重金属以有机结合态和残渣态为主,与未稳定前相比污泥中重金属不稳定态的含量变少。扫描电镜和红外分析结果表明,膨润土和改性膨润土可能通过吸附和离子交换来稳定污泥中的重金属。研究表明,改性膨润土对电镀污泥中高含量重金属的稳定化效果要优于未改性膨润土的稳定化效果。     

生物淋滤法去除城市剩余污泥中重金属的实验研究

以广州市某污水处理厂剩余污泥为培养介质,分别利用单质硫(S)以及硫和硫酸亚铁配合物(S和FeSO4按一定比例混合)为底物来培养以氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌为优势的驯化污泥混合液,用其淋滤去除污泥中的重金属,在不同的污泥混合液接种量(5%、10%、20%)条件下,研究其对污泥中重金属的去除效果。随着接种量的增加,重金属Zn、Cd、Cu、Pb的去除率也随之增加,在接种量为5%时,Zn、Cd、Cu、Pb的去除率分别为46%、54.6%、13.9%和30.5%,而在接种量为20%时,它们的去除率分别达到了72%、79.6%、29%和65.4%。驯化培养出来的污泥混合液对重金属Zn、Cd和Cu的去除效果较好,而对Pb的去除率则较低,最高只有29%。     

太原地区公路旁土壤中重金属形态分布和生物有效性研究

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了太原地区公路旁污染土壤中Pb,Cd,Cu和Zn的形态分布及其生物有效性。研究结果显示:除Cd外,残渣态是主要形态,可交换态的含量很少;土壤中Cd的碳酸盐结合态、可交换态含量较高,残渣态的含量很少;菜园土重金属的生物可利用性和迁移能力的顺序均是Cd>Cu>Zn>Pb,而高粱土的顺序是Cd>Zn>Cu>Pb,菜园土重金属的生物活性和迁移性较高粱土的大。农作物对Cd,Cu和Zn的累积能力远远大于对Pb的累积能力,且Cd,Cu和Zn向地上部转移的速度也明显比Pb快。研究成果将为评估污染土壤中重金属的危害提供科学依据。     

钼矿尾矿区蔬菜地土壤中重金属含量分析与生态风险预警评估

研究钼矿尾矿区周边菜地土壤的重金属污染现状及生态风险.选取20个钼矿尾矿区周边受污染菜地的土壤样本,用HNO3-HF-HClO4处理后,采用等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定土壤样品中Mo、Pb、As、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu、Ni的全量并分析其存在形态,进行生态风险预警评估.结果表明,土壤中重金属含量的分布为残余态>有机结合态>氧化结合态>酸可提取态(Pb、Zn氧化结合态>有机结合态,Hg有机结合态=酸可提取态>氧化结合态);菜地土壤的生态风险指数,IEH=80.62,其预警类型为重警;主要重金属污染为Cd、Hg、Cr污染并伴有Zn、Ni、Cu污染;Hg的酸可提取态所占比例较大,可能影响农作物的正常生长;重金属污染可能来自尾矿石中重金属的释放,并与污灌及化学农药的使用有一定关系.研究为清除或减轻土壤重金属污染、修复和改良已污染土壤提供参考依据.     

粉煤灰和纤维陶粒重金属浸出特性研究

以粉煤灰、作物秸秆、外加药剂为试验材料经多重工序制得秸秆-粉煤灰纤维陶粒(简称"纤维陶粒"),为考察其作为水处理滤料的安全性,以原灰作对比,测定了粉煤灰及纤维陶粒中8种重金属(Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni)质量比,并通过浸出试验分析其浸出特性。结果表明,纤维陶粒中8种重金属质量比均低于原灰,二者重金属质量比从大到小顺序均为Ni、Cr、Cu、Pb、Zn、As、Cd、Hg。除Zn外,原灰重金属浸出量随浸出时间总体呈增加趋势,浸出量从大到小依次为Pb、Ni、Cu、Zn、Cr、As、Cd、Hg;纤维陶粒重金属浸出量随浸出时间整体呈增大趋势,浸出量从大到小依次为Pb、Ni、Cd、Cu、Zn、Cr、As、Hg,与原灰相比增加量减少。纤维陶粒浸出液中各重金属浸出量均低于原灰,Hg、As、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni平均浸出量分别占原灰的56.14%、55.92%、86.17%、64.17%、47.50%、99.51%、40.74%、58.93%。原灰重金属最大浸出率从大到小为Hg、Cd、Pb、As、Zn、Ni、Cu、Cr;纤维陶粒重金属最大浸出率从大到小为Hg、Cd、Pb、As、Ni、Zn、Cu、Cr,Hg和Cr分别为最易和最难浸出重金属。与原灰相比,纤维陶粒中8种重金属质量比、重金属浸出量和最大浸出率均有所降低,能在一定程度上减少重金属向水溶液中的浸出,提高了其作为水处理滤料的安全性。     

垃圾焚烧飞灰中重金属的分布规律及化学形态分析

研究了重庆市垃圾焚烧发电厂焚烧飞灰的粒径分布,分析了焚烧飞灰中重金属的含量、浸出特性和形态分布特征,讨论了不同粒径飞灰中重金属的分布特性.结果表明,大部分飞灰粒径集中在38～250 μm,其中粒径为38～100μm飞灰占总量的49.49%.飞灰浸出液中Pb和Zn的浓度均超出了<危险废物浸出毒性鉴别标准>(GB5085.3-2007),因此该焚烧飞灰被认定为危险废物.在＜250μm粒径范围内,Cd、Cr、Cu、Mn和Pb普遍表现出向小颗粒富集的趋势;Zn的粒径分布则与上述5种元素表现出相反的趋势;Ni的分布与粒径的相关性不大,在各粒径上的分布较均匀.除Ni元素外,用BCR法分析所得的其他6种重金属形态分析结果和总量测定的结果基本吻合.飞灰中Cr、Ni、Zn和Mn主要以稳定态存在,而Cd、Pb和Cu则主要以不稳定态存在.     

模拟酸雨对泉州市大气降尘重金属浸出特性的研究

针对福建泉州地区受污染的大气降尘样品,采用模拟酸雨浸泡的试验方法,研究不同酸度模拟酸雨(pH分别为2.5,3.5,4.5和5.6)对大气降尘样品中重金属元素浸出性质的影响。研究结果表明,Cu、Pb、Ni、Zn、Mn、Cr、V、Co、Cd均有不同程度的浸出,随着模拟酸雨pH值的升高重金属浸出率逐渐减小,pH在2.5到3.5范围内浸出率变化最大,Cd、Cu、Pb、Zn、Cr的释放量明显高于其他元素。pH是影响9种重金属元素浸出率大小的主要影响因素,降尘样品本身的酸碱度对其浸出率也有一定的影响。通过实验也让人们了解了大气降尘中重金属的潜在危害。     

奎屯河表层不同粒径沉积物中重金属空间分布及污染评价

在对新疆奎屯河表层沉积物粒径组成分析的基础上,采用原子吸收光谱仪测试了不同粒径沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn 7种重金属的质量比,研究了奎屯河表层沉积物不同粒径中各种重金属的空间分布特征,并运用单因子污染指数法与内梅罗综合污染指数法评价了各采样点重金属的污染状况。结果表明,奎屯河表层沉积物粒径主要分布在250μm的范围内,其中粉砂所占比例最大,平均质量分数达到63.66%;黏土次之,平均占16.77%。从上游到下游地区,各重金属污染物没有形成一定规律的分布特征。单因子污染指数评价表明除了Co,各采样点不同粒径沉积物中6种重金属存在着不同等级的污染,在粒径4μm、4~63μm、63~125μm、125~250μm的沉积物中,各重金属污染样品所占比例由大到小为Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn,Zn、Cu、Ni、Cr、Pb、Mn,Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni,Cu、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni。内梅罗综合污染评价表明,各采样点均受到不同程度的重金属污染。     

复合药剂对不同类型重金属污染土壤的固化修复

为了考察复合药剂对Pb、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu和Ni污染土样的固化修复效果,以重污染企业用地、冶炼厂河道底泥和自配土壤为污染土样进行试验,试验中的普适复合药剂主要为含磷酸盐沉淀剂、黏土和水泥,视情况辅以无机还原助剂和有机络合助剂。在普适药剂(相对原土样的质量分数15%)、还原剂(5%)和有机助剂(2%)的组配下,处理后的重金属浸出质量浓度低于GB 18598—2001标准值。普适药剂对Pb、Cd、Zn、Cu、Ni的固化有效,磷酸盐是促成Pb固化的关键成分,黏土和水泥分别起到吸附固定和物理包封的作用。无机助剂中的还原/络合性成分和硫化物分别对Cr(VI)和Hg的固化有明显的促进作用。对于Pb、Cd、Zn、Cu复合污染土壤的修复,分析了重金属浸出质量浓度随普适药剂投加量变化的特征曲线,结果表明,Pb比Cu的曲线斜率更大,表明Pb的固化效率更高;Cd和Zn具有相似的曲线形状,推测二者具有类似的固化机理。     

重金属元素在樟树人工林中的累积与迁移

结合樟树人工林生态系统生物产量研究,采用Hp3510原子吸收分光光度法测定樟树人工林生态系统不同组分中Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的含量,探讨了重金属元素Cu、Zn、Mn、Pb、Ni、Cd在湖南株洲市樟树人工林中的累积与迁移.结果表明,樟树人工林地土壤层(0～100 cm)中,6种重金属元素的平均含量以Pb为最高,为67.929 mg/kg,Cd最低,仅为0.699 mg/kg,排序为Pb＞Zn＞Mn＞Ni＞Cu＞Cd,总储量为2 737 174 kg/hm2.在樟树不同器官中,Cu、Zn、Mn、Pd、Ni、Cd的含量范围分别为6.849～13.178 mg/kg,3.776～37.443 mg/kg,32.214～659.130 mg/kg,1.626～15.544 mg/kg,0.218～3.719 mg/kg,1.033～9.506 mg/kg.樟树对土壤中6种重金属元素富集能力排序为Cd＞Mn＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni.在樟树林中,6种重金属元素的总积累量为11.124 kg/hm2,且排序为Mn(8.097 kg/hm2)＞Zn(1.429 kg/hm2)＞Cu(0.763 kg/hm2)＞Pb(0.491 kg/hm2)＞ Cd(0.272 kg/hm2)＞Ni(0.072 kg/hm2),重金属元素积累量空间分布为叶(3.447 kg/hm2)＞枝(2.863 kg/hm2)＞皮(1.685 kg/hm2)＞干(1.635 kg/hm2)＞根(1.307 kg/hm2).樟树林与环境之间,Mn的交换能力最强,其次是Cd、Zn、Cu,再次为Ni、Pb.     

宁波市浙贝母主产地土壤重金属形态分析及污染评价

为了解宁波浙贝母种植地土壤重金属分布特征,采用ICPAES测定了章水镇种质资源圃土壤Cd、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn质量比,用Hkanson潜在生态风险指数法评价重金属的生态风险,BCR连续提取法分析其分布形态。结果表明,土壤中重金属元素总量从大到小排序为Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Cd,其中Cd富集程度最高,平均质量比为背景值的8倍左右,超过国家二级土壤标准。Eir指数表明,Cd的潜在风险指数也最高,75%区域处于很高或高潜在生态风险;RI指数表明,90%区域处于高潜在生态风险或中潜在生态风险。土壤中重金属均以残渣态为主,但Zn的弱酸提取态、Cu的可氧化态比例相对较高,Cd的3种可提取态相加接近45%,具有高潜在危害性。相关性分析表明,Cu和Zn、Cr和Ni,以及Cu和Cd重金属的来源具有相似性,且不同形态重金属之间可能会发生迁移转化。p H值与各种重金属的形态之间不存在明显的相关关系,有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类不同而有差异。     

昆明城区大气PM2.5中重金属浓度水平与健康风险研究

为探讨昆明城区大气环境PM_(2.5)中重金属的质量浓度水平和健康风险,于2013年4月、10月和2014年1月、5月在昆明市3个监测点采集PM_(2.5)样品,利用ICP-MS方法检测了8种重金属Cr、Mn、Pb、Ni、Cu、Zn、As和Cd的质量浓度水平。结果表明,昆明工业区监测点大气PM_(2.5)中Mn、Pb、Ni、Cu、Zn、As和Cd的质量浓度高于交通密集区和清洁对照点,冬春季重金属质量浓度高于夏秋季。主成分分析结果表明,昆明城区大气PM_(2.5)重金属主要来源于冶金工业源(49.43%)、地面扬尘和道路交通的混合源(18.73%)和燃煤源(12.61%)。健康风险评价结果表明,昆明城区大气PM_(2.5)中8种重金属对成人和儿童的非致癌风险均小于非致癌风险阈值1,非致癌风险最高的均为Mn,分别为9.21×10~(-3)和3.18×10~(-3);致癌风险最高的是Cr,为1.41×10~(-6),处于致癌风险安全阈值10~(-6)~10~(-4)内。     

城市土壤重金属污染多元统计及空间评估

为确定徐州市城区土壤重金属的污染情况,对167个城市土壤样品的Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,Cd和Pb等7种重金属元素进行多元统计和空间分析。结果表明,7种重金属元素中,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb含量均高于背景值。聚类分析和因子分析显示,研究区域土壤中Pb,Cd,Cu,Zn具有相似来源,Ni,Fe,Mn具有相似来源。Pb,Cd,Cu,Zn,Mn,Ni的块基比在0.25~0.75之间,表明变量具有中等程度的空间相关性,其空间变异性同时受土壤母质和人类活动的影响。研究区域土壤中,Zn,Cd,Pb的空间分布基本一致,同时受到交通运输和工业排放的影响;道路交通污染为研究区域Cu的主要来源。Fe和Ni同时受土壤母质和人类活动的影响,徐州钢铁厂附近区域土壤Fe含量整体偏高,在市中心主要交通干道附近表土中,Fe也表现出一定量的富集,Mn主要来自于土壤母质。     

滇池疏浚底泥中重金属对蔬菜种植生态安全的影响

滇池疏浚底泥富含蔬菜需求的营养成分,农用可提高土壤保水肥能力,改良土壤的适耕性,有利于植物的生长发育,有一定的增产效果,但可能存在重金属污染问题。通过底泥试验及加入石灰钝化试验,对生菜、白菜、棒菜和萝卜4种蔬菜施用疏浚底泥作为有机肥进行种植,分析底泥农用后其重金属对蔬菜的影响,并进行风险评价。结果表明,盆栽试验中,底泥施用量控制在5%(0.05 kg/kg)内且加入石灰改良后,蔬菜中Cu和Cd含量显著降低,但对Pb、Zn效果不明显。叶菜类蔬菜(生菜、白菜、棒菜)重金属富集能力(BCF)从大到小均表现为Cd、Pb、Zn、Cu,而块茎类萝卜BCF表现为Cd、Zn、Pb、Cu。研究表明,化学致癌物Cd与非化学致癌物Pb、Zn、Cu引起的健康风险均在终身可接受风险水平。     

草酸-FeCl3复合淋洗剂对Pb、Zn污染土壤淋洗效果研究

采用草酸-FeCl_3复合淋洗剂对土壤中严重超标的Pb和Zn进行振荡淋洗试验,并研究了淋洗剂浓度、液土比、淋洗时间、淋洗次数等因素对重金属去除效率的影响,采用BCR形态分级法分析淋洗前后重金属形态的变化。结果表明,淋洗剂对土壤中Pb、Zn的去除效果从大到小依次为草酸-FeCl_3复合、FeCl_3、草酸。草酸-FeCl_3复合淋洗剂的最适淋洗条件为草酸浓度0.1 mol/L,FeCl_3浓度0.4 mol/L;淋洗时间8 h;液土比20 m L∶1 g;淋洗1次,Pb去除率达到85.71%,Zn去除率达到78.49%。草酸-FeCl_3复合淋洗剂对土壤中酸溶态、可还原态和可氧化态的Pb和Zn均具有较好的去除效果,有效去除了土壤中生物活性高的Pb和Zn,降低了其环境风险。     

城市污水处理中典型重金属离子去除与迁移规律研究

为了揭示典型重金属离子在污水处理过程中的去除与迁移规律,以某城市污水厂二级处理流程为对象,进行了各处理单元出水和沉泥的定期采样,分析了水相和泥相中6种重金属离子的含量.结果表明,以生活污水为主的城市污水受重金属离子污染不严重,且二级处理工艺能很好地去除水中的Cu、Hg和As,去除率分别为77.1%、85.8%和97.0%,而对Mn、Zn和Cr的去除率相对偏低,分别为40.0%、33.3%和30.8%.在污水处理过程中,多数金属离子有逐渐从水相迁移到泥相的趋势.通过离心分离法对水中的金属离子按溶解态和颗粒态进行了分类,发现各种金属离子在生物处理单元中有从溶解态转化为颗粒态的趋势,但在二沉池中某些金属离子又有从颗粒态转化为溶解态的现象.污水处理厂出水中Cu、Hg、As主要以颗粒态为主,而Mn、Zn、Cr主要以溶解态为主.颗粒态金属的溶出可能是这3种金属离子去除率较低的原因.