我国城市污泥中重金属的赋存形态与生态风险评价

为全面了解中国城市污水处理厂脱水污泥中重金属（HMs）的形态特征和污染状况,本研究以我国40座城市污水处理厂的剩余污泥为研究对象,对污泥中重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的总量以及赋存形态进行了测定.采用毒液浸出法（TCLP）、风险评价编码法（RAC）和潜在生态风险指数法评价了其生态风险.结果表明,40个样品中重金属含量的中位值由大到小依次为：Zn > Cu > Cr > Pb > Ni > As > Cd,各元素整体达标率>90%.As的各形态分布较为平均;Cd和Zn以可还原态为主;Cr主要以残渣态的形式存在,其次为可氧化态和可还原态;Cu主要以可氧化态的形式存在;Ni主要以可交换态的形式存在;Pb主要以可还原态和残渣态的形式存在,可交换态的含量最低.TCLP提取态重金属的比例大小顺序为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr,所有样品中Pb的TCLP提取态含量均低于检出限;RAC法评价结果显示,7种重金属环境风险大小依次为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr > Pb,Ni的生态风险等级为高等,Zn、As和Cd的生态风险等级为中等,Cr和Cu的生态风险等级为低等,Pb无生态风险;潜在生态风险评价结果表明,城市污泥中Cd和Cu的潜在生态风险最高,是我国城市污泥中主要的重金属污染物,但是如果按照国家标准规定的方法进行农用,造成土壤污染的风险总体处于较低水平.     

东北地区城市污水处理厂污泥中重金属的形态分布及其潜在生态风险评价

分析了东北地区7个城市污水处理厂脱水污泥中Cu、Zn、Cr、Ni、Mn的含量,利用修正的BCR法研究了污泥中重金属的形态分布特征,并使用地累积指数(Igeo)法和内梅罗指数法(PI)评估了污泥在土地利用过程中重金属的潜在生态风险.结果表明,污水厂污泥中Zn含量超过了国家标准(GB4284—1984)限值,且污泥中Cu、Zn和Mn的含量远远超过东北耕地黑土中的背景含量.污泥中Cu和Cr的有机物结合态(即可氧化态)所占比例较大,可迁移形态含量最高的重金属是Zn,Ni广泛分布于可交换态、酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态中,Mn的残渣态在5种形态中所占比例最高.5种金属中迁移性最强的是Zn,其次为Mn,Cr的迁移性最差.内梅罗单项污染指数法和地累积指数法的评价结果表明,Cu、Zn和Mn是污泥土地利用过程中潜在的污染元素.内梅罗综合指数法的评价结果显示,种脱水污泥均对耕地黑土环境存在严重的潜7在生态风险.     

中温厌氧消化与高温厌氧消化对污泥重金属风险及稳定性的影响

通过分析中温厌氧消化+机械脱水以及热水解预处理+高温厌氧消化工艺过程中重金属含量与形态的变化,研究了中温厌氧消化与高温厌氧消化工艺对污泥重金属风险、形态及稳定性的影响.结果表明,中温厌氧消化工艺增加了污泥中Cd、Cr、Cu、Ni和Zn的含量,重金属污染等级和潜在生态风险增强.高温厌氧消化工艺降低了污泥Cd和Cr的含量,重金属污染等级和潜在生态风险降低.其中,N厂污泥主要致污染金属为Cd和Zn,S厂污泥主要致污染金属为Cd;Cd是6种重金属风险系数最高的,是污泥潜在生态危害的最大贡献者.中温厌氧消化后,污泥中Cd、Ni、Pb和Zn的可还原态和可氧化态所占质量分数之和降低;Cd、Cr、Cu和Ni的残渣态所占质量分数降低.可见,中温厌氧消化后,污泥重金属的潜在毒性和稳定态向直接毒性转化.高温厌氧消化后,污泥Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的可交换态所占质量分数降低;Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的残渣态所占质量分数亦降低,可见,高温厌氧消化后,重金属的直接毒性和稳定态向潜在毒性转化.     

广州市污水污泥中的重金属及其农用探讨

分析了广州市6种污水污泥中重金属(Zn,Cu,Pb,Cr,Mn和Ni)质量分数及其存在形态,并对污泥农业利用过程中施用的最大量进行了估算.结果表明:广州不同来源污水污泥中.(Cu),w(Zn),w(Mn)和,(Ni)较高,变幅较大,而w( Ph )和w( Cr)低.除一种污泥中w(Cu)超标外,其他重金属基本符合国家农用控制标准(G1318918-2002),但所有污泥中重金属质量分数都超过广州市农田土壤平均值.不同重金属以及同一重金属在不同污泥中的形态分布也不同,其中Zn,Mn和Ni的潜在迁移性强,Cu和Cr中的还原态占有很大的比例,污泥中Pb主要以还原态和残渣态存在.根据广州市主要旱地赤红色土壤静态环境容量和动态环境容量计算表明,污泥农用过程中Cu和Zn是主要监控污染元素,不同来源污泥的最大施用量有明显差异.为保证土壤环境的安全,建议将Cu和Zn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.     

高架道路周边建筑物灰尘重金属污染风险:以常州市为例

在常州环城高架道路两侧6个住宅小区不同楼层采集126个灰尘样品,测定Cu、Zn、Pb、Cd、Ni和Cr含量,分析其化学形态和垂直分布特征,采用富集系数和风险评价指数评价其污染程度和生物有效性,并进行潜在生态风险评价和健康风险评价.结果表明,灰尘中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni和Cr含量均值分别为181.95、709.99、211.24、2.76、101.59和257.55mg·kg-1,均远大于背景值.灰尘中Cd的富集系数为33.05,富集程度为强烈,Cu、Pb和Zn的富集程度为显著富集,它们可能受到自然源、交通源和区域废气传输的综合影响,Ni和Cr富集系数较低,可能主要受自然源影响.随楼层高度的上升,Cd含量呈增加趋势,Pb和Zn含量呈先增加后降低趋势,Cu含量无显著变化.Zn、Cd、Cu和Pb主要以活性态存在,生物有效性较高,Ni和Cr以残渣态为主,生物有效性较低.改进的潜在生态风险评价结果表明,Cd的潜在生态风险极高,对多元素的潜在生态风险起主导作用,且对高层楼的潜在生态风险较大,其它重金属潜在生态风险为中低级.健康风险评价结果表明,Cr对儿童的致癌风险超过安全阈值,其它重金属对成人与儿童致癌风险及非致癌风险均在安全域之内.     

典型城郊湖泊沉积物重金属生态风险评价

城郊浅水湖泊沉积物通常受到不同程度的污染,并面临重金属污染积累和生态风险增加的问题。以典型城郊浅水湖泊北麻漾近岸表层沉积物为研究对象,分析各重金属的分布特征,并利用地积累指数法(Igeo)和潜在生态风险指数法(RI)评价重金属生态风险。结果表明:表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb含量均不同程度超过环境背景值,体现出一定的污染积累特征;地积累指数法评价所得风险顺序为Cu>Cd>Zn>Ni>Pb>Cr>Hg,潜在生态风险指数法获得单一重金属潜在生态风险顺序为Cd>Hg>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn,两种评价结果均显示出以Cd为主,多种重金属复合污染的特征。综合潜在生态风险指数表明入湖河口区风险等级较高,外源输入对沉积物重金属污染影响显著。     

小清河表层沉积物重污染区重金属赋存形态及风险评价

测定了小清河表层沉积物重污染区间隙水中重金属(Cu、As、Pb、Zn、Cr、Cd和Ni)的质量浓度,采用改进的BCR顺序提取法分析了沉积物中重金属的赋存形态,并分别基于美国水质基准(CCC、CMC)和风险评价编码法(RAC)、潜在生态风险指数法对间隙水和表层沉积物中重金属的毒性及生态风险进行评价.结果表明,小清河沉积物间隙水中的重金属基本不会对水生态系统产生毒性.除As外,表层沉积物中6种重金属的含量显著高于土壤背景值,呈现明显的累积效应.沉积物中Cu、As和Ni主要赋存于残渣态,Pb、Cr主要赋存于可氧化态和残渣态,Zn、Cd以酸可溶解态和可还原态为主.Cd、Zn、Cr和Pb的有效态含量高于残渣态,有较高的二次释放潜力.RAC的评价结果表明,沉积物中Cu、Pb、Cr和As处于无风险到低风险级,Ni处于低风险到中等风险级,Cd处于中等到高风险级,Zn处于中等到极高风险级,不同重金属RAC的平均值依次为CdZnNiAsCuCrPb.潜在生态风险指数法的评价结果表明,沉积物中除Cd有强~很强生态风险外,其他6种重金属均表现为低生态风险,RI值介于136.83~264.83,研究区采样点处于中等~强生态风险.     

典型农业城市街道灰尘重金属特征及其环境风险评价：以许昌市为例

街道灰尘重金属特征是评价城市环境质量的有效手段.对我国典型农业城市许昌市的街道灰尘Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、Mn和As等重金属元素含量水平和空间分布特征进行了分析,并采用地累积污染指数法和潜在生态风险指数法对街道灰尘中重金属的环境风险进行了评价.结果表明,Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、Mn和As的平均值分别为25.4、41.9、145.3、96.7、18.5、9.0、408.1和7.8μg·g-1,其中Ni、Co、Mn和As的平均值均小于河南省土壤背景值,而Cu、Pb、Zn和Cr的平均值分别是背景值的1.80、2.14、2.42和1.52倍,说明街道灰尘中这几种重金属元素聚集趋势较为明显.空间分布上,除Co、Mn和As外,Cu、Pb、Zn、Cr和Ni均表现出从西北向东南变小的趋势,反映了城市不同功能区划和人类活动强度的差异.地累积污染指数法的评价结果表明,许昌市街道灰尘中Ni、Co、Mn和As属于无污染水平,而Cu、Pb、Zn和Cr均属于轻度污染,污染水平是Zn>Pb>Cu>Cr.许昌市街道灰尘重金属潜在生态风险指数为40.71,属于低生态风险水平.     

铜陵市惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估

为揭示惠溪河滨岸带土壤重金属(Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd和As)形态分布和生态风险状况,沿河采集12个采样点的土壤样品,采用改进的Tessier五步连续提取法开展形态分析,并以H(a)kanson潜在生态危害指数法进行生态风险评估.结果表明:①As 和Cr以残渣态占绝对优势,Zn、Pb和Ni以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态为主,Cu则以残渣态和有机结合态为主,Cd具有形态多样的分布特征;②7种重金属污染程度排序为As ＞Cd ＞Zn ＞Cu ＞Pb＞Ni＞Cr,潜在生态风险大小排序为Cd＞ As＞ Cu＞ Pb＞ Ni＞ Zn＞ Cr,其中Cd和As属极高风险等级,Cu为中等风险等级,其他4种元素则为轻微风险等级;③根据潜在生态风险指数,小倪村、狼尾湖右岸和大倪村采样点属于高风险等级,其他9个采样点均属于很高风险等级;④由综合污染及潜在生态风险贡献率水平,初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象.     

晋江感潮河段沉积物重金属赋存形态及潜在生态风险

测定了晋江感潮河段表层沉积物中12种重金属的含量,分析了沉积物中重金属的分布特征,结果显示:Cr、Ni、Cu、Zn在受人类活动影响较大的中间河段偏高,远离城区与工业区的上游、水动力条件较好的下游偏低。用改进的BCR四步提取法分析了4个站位沉积物中重金属的赋存形态,结果表明:Mn、Cd的弱酸溶态和Pb、Cu的可还原态占主导地位,具有较大的潜在生态危险性;V、Sb、Ti、Sn主要以残渣态为主,对环境的危害较小。沉积物中重金属污染的潜在生态风险评价表明,Cd污染及其生态危害性非常严重,Cu、Zn、Pb、Cr和Ni污染较轻。总体上,晋江感潮河段表层沉积物已受重金属严重污染,属于生态危害性极强的重污染水平。     

东江流域表层沉积物中重金属污染评价

为了掌握东江流域广东段表层沉积物中重金属的污染水平,研究了35个沉积物样品中13种重金属的污染特征,利用地累积指数法、潜在生态风险评价法评价了重金属的污染程度和生态风险。地累积指数法评价结果表明:Cu、Zn、Mn、V、Cd已造成一定程度的污染,Pb、Cr、Ba、Hg、Co、Ni、Se、Tl基本无污染。潜在生态风险评价结果表明:Cu、Zn、Mn、Cd已造成一定程度的污染。Pb、V、Cr、Ba、Hg、Co、Ni、Se、Tl基本无污染。除V外,其余重金属污染程度评价结果基本一致。     

天津采暖期大气PM2.5中重金属元素污染及其生态风险评价

为揭示天津地区大气中重金属污染的潜在风险,分析了天津采暖期城区和武清大气PM2.5中重金属元素水平,并分别采用富集因子法和潜在生态风险指数法对重金属污染风险进行了评价.结果表明,天津城区大气PM2.5中重金属元素的浓度水平排序为Zn>Ti>Mn>Pb>Cu>Cr>Co>As>Cd>Hg,武清则为Zn>Ti>Pb>Mn>Cr>Cu>Co>As>Cd>Hg; Cu,Zn,Pb和Cd等元素的富集因子高于10,表明其系人为污染元素;重金属元素污染评价显示Ti和Mn基本无污染,As、Cr、Co等元素存在一定污染, Cu、Zn、Pb和Cd等元素潜在生态风险高,Cd生态危害程度极强,总体潜在生态风险指数分别为1381.1(城区)和1251.1(武清),达到极强程度.     

舟山本岛河流沉积物重金属污染特征与评价

测试和研究了舟山本岛8条河流沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As、Cr的含量与分布特征,利用地累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对沉积物重金属进行了生态风险评价,结果表明:(1)基于地累积指数法的评价表明Hg、Cr、As为清洁,Cu、Pb、Cd、Zn为轻度污染;(2)基于单项潜在生态风险系数的评价表明研究区内沉积物中Cu、Pb、As、Zn、Cr处于轻微等级,Cd和Hg则有不同程度的污染;该区域重金属生态风险等级顺序为Cd>Hg>Cu>Pb>As>Cr>Zn;(3)根据综合潜在生态风险指数,城关河和展茅河处于中等风险等级。     

洪泽湖表层沉积物重金属分布特征及其风险评价

为了揭示洪泽湖表层沉积物重金属的空间分布特征,用电感耦合等离子发射光谱法和原子荧光法测定了10个点位的重金属元素含量,分析了其空间分布特性,并评价了其潜在生态风险.洪泽湖表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg和As平均含量分别为34.99、72.44、18.82、3.24、57.59、0.07和23.67 mg...     

澧水入湖河床沉积物重金属污染特征及评价

利用等离子质谱仪(ICP-MS)对澧水入湖段河床沉积物重金属含量进行分析测定,并对沉积物重金属污染程度进行了评价.结果表明,澧水入湖沉积物重金属Cd含量较高,超出土壤背景值3.5~15.6倍,超标率达100%.地累积指数评价结果显示,Cd处于中度污染水平,重金属污染程度从高到低为:CdCuNiMnZnCoPbCrV.潜在生态风险评价结果显示,沉积物Cd的生态风险指数RI值在84.3~230之间,表现出很强的生态风险.重金属生态风险排序为:CdCuNiPbCoCrVMnZn,且沉积物重金属Cd对潜在生态风险指数RI值的贡献率最大.健康风险评价结果显示,重金属Mn、V、Pb、Cr、Cu、Co、Zn、Ni、Cd等均没有显著的非致癌风险,儿童致癌风险比成人大1.3~5.6倍,其中,重金属Cr、Co可对儿童和成人构成潜在致癌风险.重金属Cd、Pb、Zn可能主要来自于工矿排放等人为带入,而V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu等重金属可能主要来自流域基岩的自然风化、侵蚀等地表作用.流域重金属污染防治应主要针对Cd、Cr、Pb、Zn等重金属污染而进行.     

白龟山水库规划区污染特征及潜在生态风险评价

分析了白龟山水库及其入库河流水体和沉积物中TN,TP,有机质和Cd,Pb,Cr,Cu,Zn,Mn,Ni等7种重金属的含量及分布特征,并结合地积累指数法和HANKANSON生态危害指数法对沉积物重金属的累积效应和潜在生态风险进行评价.结果表明:白龟山水库规划区内水库及河流水体主要污染物为TN和TP,其中鲁山污水厂出口断面严重超标,ρ(TN)和ρ(TP)高达《国家地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅱ类水质标准的46.4和22.1倍;w(TN),w(TP),w(Cd),w(Pb),w(Cr),w(Cu),w(Zn)与w(OM)呈显著正相关,而w(Mn)和w(Ni)与w(OM)的相关性不显著;鲁山污水厂出口沉积物重金属的生态危害最大,RI为241.13,为中等生态危害,以Cd和Cu的生态危害为主,特别是Cd作为最主要的生态风险贡献因子,应适当引起重视.     

复垦工业场地土壤和周边河道沉积物重金属污染及潜在生态风险

测定了上海郊区53个复垦工业场地土壤点位和23个周边河道沉积物点位中8项重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg)含量,通过内梅罗指数法和潜在生态风险指数法评价了复垦工业场地土壤和周边河道沉积物重金属污染及潜在生态风险.结果表明,复垦工业场地土壤中8项重金属均不同程度超过二级标准,其中Zn、Cu的点位超标率最为突出,分别达到了47. 17%和43. 40%;周边河道沉积物中重金属含量显著低于复垦工业场地土壤.复垦工业场地土壤重金属内梅罗综合污染指数为11. 41,处于重度污染水平,其中Cu、Zn最为突出;周边河道沉积物重金属内梅罗综合污染指数为1. 26,处于轻度污染水平.从单项潜在生态风险来看,复垦工业场地土壤重金属除Cd(较强)、Hg(较强)、Cu(中度)外,均处于轻度潜在生态风险水平,潜在生态风险指数(RI)为385. 79,总体处于较强潜在生态风险水平;周边河道沉积物重金属除Hg略高于轻度外,均处于轻度潜在生态风险水平,潜在生态风险指数(RI)为83. 91,总体处于轻度潜在生态风险水平.总之,复垦工业场地土壤重金属Cu、Zn污染较为突出,考虑到毒性响应因素则Cd、Hg更应引起关注;周边河道沉积物重金属污染较轻,处于轻度潜在生态风险水平.