SELECTED NUTRIENTS AND HEAVY METALS IN SEWAGE SLUDGE FROM NEW JERSEY POTWs1

ABSTRACT: In order to determine appropriate application rates and to ensure low pollutant levels in sewage sludge, knowing the chemical composition of sewage sludge is of great importance in a land application program. The objective of this study is to evaluate the variability of selected chemical characteristics of sewage sludge from New Jersey publicly owned treatment works (POTWs). Measurements of total Kjeldahl nitrogen (TKN), NH₄⁺‐N, P, K⁺, Cd, Cu, Pb, and Zn reported by 98 facilities in the 1996 and 1997 New Jersey Sludge Quality Assurance Regulations (SQAR) reports were statistically analyzed. Sewage sludge from Category 5 POTWs (greater than 10 percent industrial input) showed higher Cd, Cu, and Pb concentrations than Category 3 and Category 4 facilities (less than 10 percent industrial input). Even though only two years of data were analyzed, there was an indication that Cd and Pb concentrations in sewage sludge are decreasing with time. The yearly mean of only a few facilities exceeded the federal pollution concentration limits (40 CFR Part 503, Table 3). Phosphorus and Cd values showed the highest variability within facilities based on the coefficient of variation. Due to the variability of sewage sludge constituents, the use of the yearly rolling mean of nutrient concentrations to determine application rates was considered inadequate. An actual analysis of the sewage sludge to be applied is more appropriate to determine application rates than historical data.     

农田-泥炭藓系统重金属富集特征与生态风险评价

为了解贵州省都匀市毛尖镇高寨水库附近土壤重金属污染现状和农田泥炭藓对重金属的富集能力和重金属的污染来源,选取了该区域附近的农田泥炭藓为研究对象,测定了泥炭藓及表层土壤中重金属含量;采用空间分析和多元统计分析方法对重金属进行污染评价及来源分析.结果表明,表层土壤和农田泥炭藓中的重金属含量排序分别为:V＞Zn＞Cr＞Pb＞...     

基于Monte-Carlo模拟的湖南省典型工厂周边农田土壤重金属区域潜在生态风险特征及来源解析

为探究湖南省典型工厂周边农田土壤重金属的污染特征、生态风险和来源,以氟化工厂、皮革工厂和电镀工厂为研究对象,分析其周边农田土壤中8种重金属的污染特征,利用地累积指数和潜在生态风险指数对重金属污染进行评估和风险评价,利用相关性分析、聚类分析和主成分分析对重金属污染来源进行解析,利用Monte-Carlo模型对于区域生态风险进行概率风险评估.结果表明,土壤中主要污染元素为Cd和Zn,其均值为背景值的4.46和2.73倍;3个典型工厂周边土壤中Zn处于轻度污染水平,氟化厂周边土壤中Cd处于偏中度污染水平;典型工厂周边土壤中重金属主要来自自然源、工业活动源（“三废”排放、矿产挖掘、金属冶炼等活动）和交通源.潜在生态风险评价结果表明,氟化厂周边土壤中重金属污染的生态风险处于高风险等级,皮革厂和电镀厂生态风险处于较高风险等级,Cd是主要贡献元素.Monte-Carlo概率生态风险评价结果降低了确定性评价的不确定性,可为区域实现精准风险管控提供科学依据.     

银川市典型湖泊沉积物细菌群落结构及其对重金属的响应关系

湖泊湿地是极其重要而又特殊的生态系统,在区域水资源调蓄、环境保护和生物多样性维持等方面具有重要意义.沉积物细菌是湖泊生态系统重要的组成部分,是湖泊生物地球化学循环的主要驱动力.为探明银川市典型湖泊沉积物细菌的群落结构及其影响因素,选取银川市3个典型湖泊（阅海湖、鸣翠湖和犀牛湖）为研究对象,于2021年1月、4月、7月和10月采集表层沉积物,应用16S rDNA高通量测序技术研究沉积物细菌群落组成,并探究其与重金属之间的响应关系.结果表明,银川市3个典型湖泊沉积物重金属生态危害系数远小于40,生态危害指数远小于150,危害程度均为生态轻微危害.3个湖泊的细菌群落多样性无显著差异,但各湖泊不同季节多样性有显著变化,群落组成也存在显著差异.阅海湖、鸣翠湖和犀牛湖的优势种菌门（相对丰度排名前3）均为：变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿弯菌门（Chloroflexi）,优势下级阶元为γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）和δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）.银川市典型湖泊门水平分类上出现的主要差异物种为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、广古菌门（Euryarchaeota）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）.阅海湖沉积物细菌群落结构与Cu、Fe、Mn、Zn、As和Pb显著相关,鸣翠湖沉积物细菌群落结构与Fe、Pb和Cr显著相关,犀牛湖沉积物细菌群落结构与重金属相关关系不显著.沉积物重金属的种类和含量对银川市阅海湖和鸣翠湖沉积物细菌群落结构有显著影响,是引起湖泊沉积物细菌群落结构变化的重要环境因子.     

城市土壤和地表灰尘重金属污染研究进展与展望

随着城市化和工业化的不断推进,城市土壤和地表灰尘重金属污染日趋严重,对城市环境和人类健康构成威胁,已成为国内外城市环境研究的热点问题.从重金属污染水平及其时空特征、污染源解析方法、生态和健康风险这3个主要方面,对国内外城市土壤和地表灰尘重金属研究成果进行了梳理和归纳.分析了当前研究存在的不足,并对未来研究进行了展望,即研究土壤和地表灰尘重金属在不同条件下的相互影响机制,通过丰富验证方法加强重金属来源解析模型结果的可靠性研究,加强来源驱动下重金属化学形态差异和地表灰尘短期累积污染过程的研究,完善暴露参数并深入探究重金属的化学形态对其生态和健康风险的影响,以提高风险预测水平.     

基于Meta分析的蚯蚓堆肥对堆肥质量和重金属的影响效应

为了综合评估蚯蚓堆肥在不同控制条件下堆肥质量和重金属的转化规律,综述了109篇文献,通过Meta分析定量探讨了蚯蚓种类、预堆肥时间、通风方式、初始C/N、初始pH和初始含水率对提高蚯蚓堆肥质量和降低重金属毒性方面的影响.结果表明,以上6分组因子均显著影响堆肥的质量和重金属毒性.经过蚯蚓堆肥后,以下营养指标含量显著增加：NO₃^--N（116.2%）、TN（29.1%）、TP（31.2%）和TK（15.0%）;而NH₄⁺-N含量（-14.8%）和C/N（-36.3%）显著降低;同时也显著降低了最终堆肥中Cu和Cr总量及其生物有效性.综合考虑不同分组因子对堆肥质量和重金属影响的显著程度,若堆肥以促进腐熟和富集营养元素为目的,则建议堆体物料的初始含水率调节为70%~80%、C/N为30~85和pH为6~7,并进行0~15 d的预堆肥,通风方式采用自然放置方法;若以削弱物料中重金属危害为主要目的,则建议调节物料初始含水率为50%~60%、C/N小于30和pH为7~8,不进行预堆肥,定时翻堆,引用Eudrilus eugeniae种类进行蚯蚓堆肥.     

Heavy metals in Jamaican surface soils

A regional survey of Jamaican surface soils has been conducted in which more than 200 samples were collected at a sample density of 1 per 64 km² across the island and analysed for total concentrations of 31 elements by instrumental neutron activation analysis (INAA), energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) analysis and atomic absorption spectrophotometry (AAS). The aim of the survey was to begin the construction of a high-precision geochemical database to provide information on elemental levels in soils for application to environmental studies, agriculture, and human and animal health. Results on the regional scale are presented for As, Cd, Cu, Hg and Pb. Although Jamaican surface soils are enriched in several heavy metals compared with world soil means and crustal abundances, lead is of particular importance at this stage because of its occurrence in residential areas. Except for Cu, the distribution maps of these elements are highly correlated with bauxite which in Jamaica is associated with white limestone geology and residualterra rossa soils.     

环境中金属生物有效性的预测模型——生物配体模型研究进展

生物配体模型(BLM)是一种用于预测环境中金属生物毒性的机理性模型.模型理论起源于自由离子活度模型(FIAM)和鱼鳃络合模型(GSIM),考虑了自由金属离子的活度以及自然环境存在的其他离子(如Ca2+、Na+、Mg2+、H+)、非生物配体(如可溶性有机质、氯化物、碳酸盐、硫酸盐)和生物配体的竞争.目前,在水生生态系统中,基于鱼鳃络合模型的框架基础,通过生物化学实验手段并结合数学方法,建立了预测铜、锌、银、镍对Rainbowtrout(虹鳟鱼)、Fatheadminnow(黑头呆鱼)和Daphniamagna(水蚤)的急、慢性毒性的BLM版本,并积极探索其在陆地生态系统中的应用.虽然生物配体模型在实验室模拟条件下取得了较为满意的结果,但其中包含着一些假设,在实际应用中还具有一定的局限性,尤其是陆地生态系统生物配体模型的发展还需要做许多研究工作.本文主要论述了生物配体模型的理论基础、实现手段和应用情况,讨论了生物配体模型的优势和局限性并对其未来研究方向进行了展望.     

镇江市典型产业园区青菜中重金属特征分析

于2017年1月采集镇江市典型产业园区7个不同点位的青菜及青菜田土壤样品进行重金属含量分析,结果表明,园区青菜中Cr、Cu、Zn元素均值小于食品卫生标准限值,Ni、Cd和Pb元素的均值介于食品卫生标准限值的临界;青菜中Ni、Cd、Pb 3种重金属处于轻度污染状态,Cr、Cu和Zn 3种重金属为无污染状态;青菜田土壤中重金属含量仅Cr和Cd在个别点超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)标准限值,其余各点位6种重金属元素均低于标准限值。     

淮安市农产品中重金属及有机氯、有机磷农药残留量调查

淮安市环境监测中心站于1999年－2000年对淮安市农产品中重金属以及有机氯、有机磷农药残留量进行了调查。结果表明，粮食和蔬菜作物中，六六六的4种同分异构体只有γ－六六六能检出，检出率分别为24．0％和51．7％，都未超标；DDT的4种同分异要体均未检出；有机磷农药的检出率分别为5％和25％，其中蔬菜中敌敌畏含量出现个别超标现象，倍硫磷、乐果和杀螟松在粮食和蔬菜作物中的含量都不超标。重金属中金属“五毒”在粮食和蔬菜作物中，只有Cr和Pb能检出，Cd、Hg和As都未检出，Cu、Zn和Mn能检出，但不超标。提出，应严格按照农牧渔业部和卫生部颁发的《农药安全使用规定》用药，多使用高效低残留量的“绿色农药”；农业、环保和卫生部门必须加强合作，对蔬菜生产销售的全过程进行监督监测，以确保生产无公害蔬菜。