广西城市污水厂污泥分析及其土地利用潜在生态风险评价

调查研究了广西区内主要城市污水厂脱水污泥养分、有机质含量和As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7种重金属总量与形态分布,并对其土地利用的潜在风险进行了评价。广西城市污泥的总养分和有机质平均含量分别为87.11 g/kg和34.63%,具有较高的农用价值。Zn和Cd平均含量超过国家污泥农用标准,分别为1 095.75,16.22 mg/kg,其余污泥平均值不超标。污泥中7种重金属的化学形态均以稳定态为主,但As的可交换态比例相对偏高,而其他6种重金属的铁锰氧化物结合态比例相对偏高而比较稳定。风险指数分析表明,Cd为广西区内城市污泥中重金属潜在生态风险的主要贡献者,在污泥处理处置时应引起关注。     

超声溶胞产生DOM去除污泥中Cd和As

采用城市污水处理厂剩余污泥超声溶胞过程中释放的溶解性有机物(DOM)作为淋洗剂去除污泥中的重金属.分别研究了DOM在不同浓度、pH值、震荡时间以及淋洗次数下对Cd和As去除效率的影响以及淋洗对污泥理化性质的影响,并利用Tessier连续提取法分析了DOM淋洗对污泥中Cd和As形态的改变.研究表明,在DOM浓度为1200mg/L、pH值为6.0、淋洗时间为24h、液固比40:1的最优条件下,单次淋洗后Cd和As的去除率分别为36.12%和23.75%,3次淋洗后Cd和As的去除率可达62.35%和39.45%.3次淋洗后污泥中的有机物和总氮含量升高,然而总磷、总钾含量以及pH值降低,污泥中Cd和As的形态发生了改变,有效态比例明显降低.     

中国城市污泥重金属和养分的区域特性及变化

通过对我国111个城市共193个污水处理厂污泥的重金属及有机质和氮磷钾含量进行了分析和统计,并与2003年的数据进行了对比,同时也按照南北和东中西的区域划分进行了区域统计.结果表明,相对于2003年,Zn、Pb的平均含量有所降低,而Cu、Cr、Ni、As、Hg的平均含量则有所增加,Cd的含量大幅增加;有机质、氮、磷含量均略有增加,钾的含量变化不大.北方污泥中Zn、Cu、Cd、Cr、Ni的含量要低于南方污泥,Pb、As和Hg的含量则远大于南方污泥.Zn、Cu、Cd、Pb、Hg、Ni的含量由东向西逐渐降低; Cr的含量则为中部最高; As的含量由东向西逐渐升高.北方污泥的有机质、钾含量都要大于南方污泥,而氮、磷含量则小于南方污泥.污泥的有机质、氮由东向西逐渐升高,磷的含量则逐渐降低,中西部污泥的钾含量大于东部污泥.     

珠三角城市污泥中壬基酚及重金属特征分析

对珠三角地区典型城市的13家污水处理厂剩余污泥中壬基酚(Nonylphenol,NP)、部分重金属及养分含量进行了检测和分析.结果表明,珠三角地区典型城市13家污水处理厂污泥中NP范围在0.45~65.17 mg·kg~(-1)(以干重计,下同)之间,平均值为10.87 mg·kg~(-1),工业废水是影响污水处理厂污泥中NP含量的一个重要因素,该地区污泥中NP含量相比于世界其他地区较低,但其中有2家污水处理厂污泥中NP含量超过或接近2000年欧盟污泥指令文件对污泥中NP、NP1EO、NP2EO(NPE)总量限制值(50 mg·kg~(-1)).13家污水处理厂污泥样中Cu、Pb、Cd及Zn含量的几何平均值分别为435.43、78.88、2.72、1088.01 mg·kg~(-1),与《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中施用土壤(p H6.5)限值进行比较,仍有部分污水处理厂污泥中Cu、Cd、Zn含量超标.13家污水处理厂污泥样中有机质、总氮、总磷及总钾的算术平均值分别为294.40、12.92、39.63、9.12 g·kg~(-1),与过去的研究相比,污泥中有机质与养分含量总体呈上升趋势.相关性分析的结果表明,13家污水处理厂污泥样中NP含量与污泥中总Cu的含量具有显著的正相关关系.     

基于污染物变化选择干化污泥处置技术

为了解我国城市污水厂污泥干化前后污泥含水率、pH值、总磷、总氮、有机质和重金属含量(Zn、Cu、Cr、Pb、Ni、As、Cd)的变化情况并据此选择合理的干化污泥处置技术,以我国某污泥干化厂三种类型的污泥样品为研究对象,并测定上述六项指标。结果表明:污泥干化后含水率降至3.72%;pH值降低至5.95和5.93;干化后干料中总氮、总磷和有机质的增加量分别为30%、2.7%和5%,而湿料的增加量分别为24.5%、10.7%和2.2%;重金属含量的变化与干化后污泥类型有关,湿料中重金属含量有所减少,而干料中重金属含量则有增有减。污泥干化厂应以湿料作为主要的干化产品。同时,对比样品中各指标的实测值与污泥标准中的控制限值可知,干料适合制砖、制水泥熟料和混合填埋,而湿料适于农用、土地改良和园林绿化。     

北京地区不同城镇污水处理厂堆肥污泥的营养含量和重金属污染

研究了北京地区不同城镇污水处理厂堆肥污泥(以A、B型表示)的营养含量变化和重金属污染状况.结果表明,A、B型堆肥污泥的p H、营养成分、微量元素和重金属含量因污泥来源和年份而异.其中,A型堆肥污泥不同年份的有机质平均值为203 338.0 mg·kg-1,达到了《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》(CJ/T 309-2009)和《城镇污水处理厂污泥处置-土地改良用泥质》(GB/T 24600-2009)中的标准要求,但未达到《城镇污水处理厂污泥处置-园林绿化用泥质》(GB/T 23486-2009)中的标准;而B型堆肥污泥不同年份的有机质平均值为298 531.5 mg·kg-1,A、B型堆肥污泥不同年份的p H平均值分别为7.1和7.2以及氮磷钾总养分(N+P2O5+K2O)平均值分别为41 111.7 mg·kg-1和65 901.5 mg·kg-1,均达到以上各城镇污水处理厂污泥处置类型的标准限值要求.除了Hg、Ni含量存在超标现象外,A、B型堆肥污泥中的重金属含量均低于我国最为严格的《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》中A级污泥的标准限值.总体而言,北京地区不同城镇污水处理厂堆肥污泥在今后的农用、土地改良以及园林绿化处置中,存在潜在的Hg、Ni环境污染状况,须优先关注.     

城市污泥土地利用安全施用年限估算

通过土壤环境质量二级标准和土壤元素背景值计算土壤重金属环境容量,结果表明,与其他重金属元素相比,Cd、Hg元素的土壤环境容量较小。除As外,其他7种重金属元素的土壤环境容量随着pH值的升高而增加,碱性土壤的重金属环境容量要大于中性和酸性土壤。不考虑土壤重金属元素的输出及其他途径的输入,按中国城市污泥重金属平均含量估算,在酸性和中性土壤上污泥土地利用安全施用年限为34年,在碱性土壤上为66年;A级污泥在酸性和中性土壤上的可施用年限为23年,在碱性土壤上为46年,均达到GJ/T 309—2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》所规定的最长10年的施用年限。总体上看,污泥的重金属问题不会成为其土地利用的限制性因素。     

污水厂污泥堆肥前后养分及重金属的变化

以污泥、稻草、木屑为材料,研究了堆肥及添加粉煤灰、磷肥、石灰等添加剂对污泥堆肥中养分全氯、全磷、全钾和重金属的影响.结果表明,污泥经堆制后全氮含量降低,全磷、全钾含量增加,而加磷肥则具有较好的保氮效果;对于重金属,经堆肥后其活性均有所降低,加入石灰提高了污泥的pH使重金属元素向无机态转化,钝化重金属的活性;酸浸出实验中,样品锌、镉、铬的浸出率受pH的影响较大,而铜和铅受pH值的影响小.由此可见,堆肥处理可以在一定程度上降低重金属活性并保持养分,从而达到农业利用的目的.     

浑河流域贮存污泥成分特征及演变规律分析

随着城镇化的加速,浑河流域贮存污泥堆积量逐年增加,对环境产生潜在而长期的威胁.为了实现贮存污泥的资源化、无害化处理,开展了贮存污泥成分特征及其随时间变化规律分析.本研究分析了基本理化性质[含水率、pH、挥发性有机物(VS)、总碱度]、营养元素指标(TC、TN、C/N、TK、TP)、微生物组成、重金属含量及形态等指标.结果表明VS及各种营养元素含量均呈现下降的趋势;含水率规律性不明显;pH稳定在7左右;细菌在微生物中占绝对优势,约占90%,厌氧微生物含量增加;Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg等重金属含量及形态并未呈现明显的规律性变化,重金属形态主要以残渣态等稳定态存在;Cu的含量超过GB 4284-1984中Cu的最高限值,因此贮存污泥农用风险较大.     

生物沥浸对自然干化污泥重金属去除效果研究

重金属的去除是污泥农用需要解决的关键问题之一.本研究采用摇瓶实验,将氧化硫硫杆菌为功能微生物的生物沥浸技术应用于干化污泥重金属的去除,对山西省不同污水处理厂11个干化污泥样品进行了为期15 d的生物沥浸处理.分析了生物沥浸体系p H及SO2-4的变化情况,并对生物沥浸前后污泥中Cu、Zn、As、Cd、Cr等重金属去除率及有机质、全氮、全磷、全钾等养分的损失率进行了分析.结果表明,干污泥直接进行生物沥浸过程较为缓慢,无机酸对体系的酸化能够快速启动干化污泥的生物沥浸过程.无机酸酸化后,体系S0的生物氧化率逐渐提高,酸化速率加快,且污泥重金属去除率随着p H的降低而提高,生物沥浸过程结束后,供试污泥样品Cu、Zn、As、Cd和Cr的去除率分别为23.69%~77.62%、89.67%~97.80%、30.24%~84.31%、18.18%~97.05%和28.55%~67.11%,而污泥有机质、全氮、全磷和全钾的含量损失率分别为3%、1%、44%和8%,污泥剩余养分含量满足农用泥质标准(CJ/T309-2009)的限定值.Cu、Zn、As、Cd和Cr去除率与污泥有机质含量呈显著负相关关系(r=0.935、0.895、0.932、0.516、0.847,n=11).     

温榆河昌平段沉积物重金属影响因素分析及污染评价

温榆河是北京市重要的防洪排涝、拦污河道,每年接纳大量污水,面临严重的水环境问题. 为了解温榆河昌平段表层沉积物重金属含量、影响因素及污染状况,在温榆河昌平段采集沉积物样品28个,测定pH、w(OM)(OM有机质)、w(TN)、w(TP)、w(TK)等沉积物理化性状及w(Cu)、w(Zn)、w(Pb)和w(Cr). 通过相关性分析和因子分析,研究沉积物中pH、w(OM)、w(TN)、w(TP)、w(TK)与4种重金属质量分数的相关关系,并运用地累积指数法和潜在生态危害指数法对重金属污染状况进行评价. 结果表明:沉积物中w(Cu)、w(Zn)、w(Pb)和w(Cr)平均值分别为19.35、89.90、25.80、53.74mg/kg,变异系数分别为29.76%、43.39%、37.54%、20.90%,其中w(Zn)的空间变异程度最大. 沉积物中w(OM)与w(Cu)和w(Zn)的R(相关系数)分别为0.515(P<0.01)、0.599(P<0.01),w(TN)与w(Cu)、w(Zn)、w(Pb)的R分别为0.463(P<0.05)、0.713(P<0.01)和0.654(P<0.01).因子分析也显示,w(OM)、w(TN)、w(Cu)、w(Zn)和w(Pb)在第1因子上具有较高的载荷系数. 地累积指数评价结果表明,表层沉积物重金属污染程度顺序为Cr>Zn>Pb>Cu,Cr为轻度污染,Zn、Pb、Cu未达到污染. 潜在生态风险程度分析表明,各重金属潜在生态风险程度及综合生态风险程度均为轻微.      

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.      

氧化塘底泥堆肥过程氮磷及重金属变化研究

研究采用静态强制通气堆对氧化塘底泥进行堆肥处理,对堆肥过程中氮、磷和重金属的变化规律进行了研究。试验结果表明:总氮下降了17.5%,总磷上升了47.0%,重金属略有上升,堆肥时间以7周为宜。     

长寿湖表层沉积物氮磷和有机质污染特征及评价

测定了重庆市长寿湖62个采样点表层沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)及有机质(OM)的含量,并与国内其他城市(郊)湖库进行比较,以揭示其空间分布特征,分析了TN、TP、OM间相关性及C/N变化.结果表明,TN平均含量2 255.89 mg.kg-1,TP平均含量622.03 mg.kg-1,湖区氮磷污染严重且空间分布差异明显.OM含量平均2.80%,与其他湖库相比,TN、TP及OM含量均处于中间水平.C/N的87.10%介于5～14间(其中72.58%同样介于6～13间),3.23%介于2.8～3.4间,表明长寿湖表层沉积物中OM多源于湖中藻类及浮游动植物,还有少部分源于水生生物.OM与TN间极显著相关(Pearson系数为0.849),含量均为西部与中部水体高于东部水体,分布特征相似,但OM与TP相关性较小.通过有机指数与有机氮评价湖区污染情况,表明有机指数平均值为0.386,处于Ⅲ级,属尚清洁范畴;有机氮平均值为0.214%,达Ⅳ级,属有机氮污染程度,说明长寿湖受氮污染情况相对严重.     

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.     

再生水补给下湿地沉积物中营养盐空间分布特征

以北京市近郊汉石桥湿地为研究对象,分析再生水补水对湿地沉积物中营养盐空间分布特征的影响,通过采集湿地25个表层沉积物样品和3个柱状沉积物样品,分析了沉积物中有机质（OM）、总氮（TN）和总磷（TP）含量,揭示了湿地沉积物中OM、TN、TP水平空间分布和垂直分布特征。结果表明:汉石桥湿地沉积物中OM、TN、TP含量整体处于较高水平,三者含量平均值分别为70.65,4.72,,0.96 g/kg;在水平空间分布上,OM和TN表现出一致的分布特征,均为上游含量低、中游和下游含量高,TP含量在不同区域间无显著差异;在垂直空间分布上,表层0~10 cm沉积物中OM、TN、TP含量最高,呈现随剖面深度增加含量先降低后逐渐稳定的趋势;化学计量特征表明,湿地表层沉积物中OM、TN、TP呈现显著正相关性（P<0.01）;综合污染指数表明汉石桥湿地沉积物整体上呈中-重度污染。再生水补给加剧了湿地沉积物中氮、磷元素的富集,湿地沉积物营养盐空间分布受补水中残存污染物浓度、水动力条件和湿地地形结构的影响,在水流速度缓慢、滞水区域,沉积物中营养盐含量明显升高,再生水补给是湿地富营养化的重要推力。     

开封城市河流表层沉积物重金属分布、污染来源及风险评估

河流沉积物重金属污染状况对河流水生态系统健康发展具有重要意义.采集开封城市河流水系表层沉积物,分析了沉积物p H、粒度、有机质、总氮及6种重金属含量,使用相关性与主成分分析方法对沉积物中重金属来源进行解析,并采用污染负荷指数法和沉积物质量基准系数法进行了重金属的污染评价.结果表明,开封城市河流表层沉积物有机质平均含量为88.87 g·kg-1,全氮平均含量为2.48 g·kg-1,重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Zn和Pb含量远超河南省土壤元素背景值.相关分析和主成分分析显示,沉积物有机质、全氮含量和重金属含量有一定相关关系,而沉积物p H及平均粒径对重金属含量影响较小;6种重金属可被辨识出2个主成分,其中Cd、Cr、Zn和Pb为人为复合源因子,Cu和Ni为工业与自然源因子.污染负荷指数分析表明,惠济河和化肥河为强度污染,黄汴河、东护城河、药厂河和马家河为中度污染.沉积物质量基准系数评价结果表明,惠济河存在中等生态风险,化肥河存在高等生态风险,且沉积物重金属存在较大潜在生物毒性效应.     

洪泽湖沉积物中营养盐和重金属的垂向分布特征研究

为了揭示洪泽湖沉积物中营养盐和重金属的垂向分布特征,2008年6月采集了洪泽湖淮河入湖口附近、湖西和湖心3个柱状沉积物样品.通过测定分析其总氮、总磷、有机质和重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Al、Cr、Hg、Mn、As的垂向分布特征,揭示了营养盐演化规律及重金属污染历史.结果表明,淮河口附近沉积环境受淮河流域影响较大,营养盐中TN、TP、OM的含量分别为390.8～643.7、428.6～538.6、5 194.3～9 164.9 mg.kg-1,Zn、Cd、Al、Fe和Mn受人为影响较小,其余重金属人为影响较大.湖西区沉积环境受淮河及湖西周边城市影响,TN、TP、OM的含量为633.4～2 677.3、480.0～1 115.9、7 140.8～47 849.7 mg.kg-1,TN、OM和重金属污染程度从20世纪70年代末加剧,90年代以来有所改善,As和Cr受流域人类活动影响较大,其余重金属受人为影响较小.湖心来源主要为流域碎屑物质,TN、TP、OM的含量为904.7～1 585.4、526.3～750.1、10 635.6～19 020.6 mg.kg-1,营养盐和重金属相关性显著,垂向分布均相似,含量从底层至表层呈上升趋势.沉积柱中营养盐、重金属元素具有比较一致的污染特征,与洪泽湖流域发展阶段相吻合,洪泽湖沉积环境属于洪水冲刷型堆积模式(Turbidity Flood Model方式).