生活污泥焚烧灰的重金属含量及其浸出特征

针对生活污泥灰中的重金属种类、重金属含量及其浸出特征进行研究,并进一步探究该污泥处理处置的可行方法。研究表明:在生活污泥灰中主要含有Fe、Pb、Cu、Ni、Zn、Mn、Cr、Cd,其中Fe的含量最多。污泥灰中重金属在酸性条件下的浸出率明显高于碱性条件下的浸出率,Cr、Ni和Cd的最佳浸提剂pH值均为2,其中Cu和Zn随浸提剂pH变化的浸出特征不明显。     

浸提剂pH值对煤矸石和煤泥污染物浸出特性的影响研究

为了研究煤矿外排固体废物的污染特征及其潜在生态危害,采用6种不同pH值的浸提剂对贵州4个煤矿区的煤矸石、煤泥和原煤进行了振荡浸提试验,探讨了浸出液的pH、EC和Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd 6种重金属含量随浸提剂pH值的变化规律.结果表明,随着浸提剂的pH值逐渐升高,浸出液的pH值也逐渐升高,其EC逐渐下降,当pH值大于4.0以后逐步趋于稳定;所有重金属在强酸性环境中浸出量较大,并随pH值的增大呈下降趋势,浸出液中Fe、Mn的浓度普遍较高.3类样品中,煤矸石在酸性条件下其重金属的潜在浸出能力强,环境污染风险大.     

长期施用污泥对土壤-萝卜系统重金属积累及土壤养分含量的影响

为了探究不同用量污泥长期施用后对土壤-萝卜系统中重金属及土壤养分含量的影响,采用长期定位试验,研究连续10年单施化肥（CK）以及施用不同用量（4.5、9、13.5、18 t·hm^-2）污泥对土壤、萝卜叶（地上部）和萝卜（地下部）中重金属（Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn）累积情况及土壤pH、有机质及氮磷钾含量的影响。结果表明：连续施用10年后,单施化肥和不同用量污泥处理对萝卜产量影响不大,土壤、萝卜叶和萝卜中的Pb、Cd、Cr、Ni、Cu和Zn含量均随污泥施用量的增加而增加,且中高量和高量污泥处理中重金属的累积量较大,显著或极显著高于对照、低量和中量处理。中量以上污泥处理土壤的Pb、Cr、Ni和Cu超出了土壤环境质量国家标准;除高量污泥处理Pb超标外,其他处理萝卜的各重金属含量均未超过食品安全国家标准。与CK处理相比,长期施用不同用量污泥能提高土壤pH 0.58~0.71个单位,并显著或极显著地提高有机质、全量氮磷以及速效氮磷含量。研究表明,连续10年施用不同用量污泥,土壤和萝卜中Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn的含量随污泥用量的增加而增加,其中Pb、Ni、Cr和Cu出现超标现象,萝卜中的重金属含量除高量污泥处理中Pb超标外,其他处理均未超过食品安全国家标准。随着作物产地土壤中污泥施用年限增长或用量增加,食品安全应得到更多的重视。     

浸提时间对污泥中重金属浸出的影响

[目的]探讨污泥中重金属的释放动力学特性。[方法]采集了我国南京某污水厂的剩余污泥,应用固体废物浸出毒性的浸出方法,研究了浸提时间对污泥中重金属浸出的影响。[结果]污泥中重金属在水溶液中的浸出存在明显的吸附-解吸(释放)的动态平衡过程。污泥中重金属种类的最大浸出浓度因重金属种类的不同而存在较大差异,其中,Cr、Cu、Fe、Ni和Zn的最大浸出浓度均出现在第8小时,Mn的则出现在第18小时左右,而Mo虽然在第8小时后的浸出浓度变化渐趋缓慢,直到第24小时时仍未达到其最高浸出浓度。[结论]浸提时间对污泥中重金属的浸出影响显著,污泥具有较高含量的有机质、氮和磷等营养元素,其潜在的农业利用价值较高。     

造纸污泥焚烧灰中重金属含量及其浸出特性

研究了不同振荡时间和pH条件下,造纸污泥焚烧灰中9种金属离子Fe、Pb、Cu、N i、Zn、Mn、Cr、Cd、Ca的浸出量及特征。结果表明：在不同pH或是不同振荡时间,Cr的浸出含量都最高。     

蚯蚓-木薯渣联合作用对热带城市污泥中重金属含量的影响

通过蚯蚓-木薯渣联合作用与单一蚯蚓作用处理热带城市污泥试验,比较研究了蚯蚓生物量、污泥理化性质及重金属含量变化情况,并对污泥农用做了潜在生态风险评价,比较2种处理方式对污泥的处理效果。结果表明:蚯蚓-木薯渣联合作用不仅能够同时处理2种热带农业废弃物,而且在增加蚯蚓生物量、降低污泥重金属含量及潜在生态风险方面的效果优于单一蚯蚓作用。联合组蚯蚓个体平均质量增幅115.33%,高于单一组的106.33%,总产茧量85.33个也高于单一组的76.33个。pH值分别下降0.47、0.80,电导率分别增加793、1 668μS/cm,有机质分别降低15.5%、13.52%,联合组全氮含量显著下降20.18%,单一组降低不明显。联合组与单一组污泥中重金属含量降低次序分别为Pb、Cr、Zn、Ni、Cu和Pb、Zn、Cr、Ni、Cu,联合组在Cr、Cu、Ni 3种元素的降低效果中优于单一组,处理后污泥重金属总量相对更低;蚯蚓体内重金属富集次序分别为Cr、Ni、Pb、Cu、Zn和Ni、Cr、Cu、Pb、Zn,联合组蚯蚓对Cr、Pb、Zn、Ni 4种重金属的富集效果优于单一组,富集重金属总量也高于单一组。通过Hakanson生态风险评估,联合作用污泥处理后由中等风险变为低风险,单一蚯蚓作用处理前后均为中等风险。     

浸提条件和浸提剂类型对土壤重金属浸提效率的影响

探讨不同土水比和不同浸提时间对土壤重金属浸出量的影响,并测定4种不同浸提剂对4种类型土壤Cu、Zn、Ni、Cd的浸提量。结果表明,EDTA-2Na和DTPA为浸提剂时,随土水比增加,浸提液中Cu、Zn含量呈增加趋势;浸提时间增加,重金属浸出量相应增加。在4种浸提剂中,EDTA-2Na的浸提效率最高。对于4种土壤而言,EDTA-2Na是最适宜的浸提剂。     

不同有机物料对滩涂土壤重金属含量及有效性的影响

沿海滩涂是重要后备耕地资源,但新围垦滩涂并非农用耕地,须投入大量有机物料加以熟化改良。实施大面积滩涂土壤改良过程中,廉价有机物料的来源及其重金属含量成为新围垦滩涂土壤改良的限制因素。采用生活污泥、牛粪及中药渣3类有机物料改良新围垦滩涂土壤,对改良过程中滩涂土壤的重金属含量及黑麦草对重金属的吸收进行比较研究。结果表明,施用牛粪、中药渣对滩涂土壤全量Mn、Zn、Cu、Ni、Cd、Pb均无显著影响。施用牛粪增加了滩涂土壤有效态Cu、Zn、Ni、Cd的含量,施用中药渣使得滩涂土壤有效态Ni、Cd含量稍有上升。施用生活污泥增加了滩涂土壤全量Cu、Zn;随着污泥施用量的增加,滩涂土壤有效态Mn、Zn、Cu、Ni、Cd、Pb的含量均呈上升趋势,其中有效态Mn含量上升幅度较小,其余重金属有效态含量上升幅度均较大。施用牛粪、中药渣对黑麦草地上部和根系重金属含量均无明显影响。施用生活污泥增加了黑麦草地上部重金属(Mn、Zn、Cu、Ni、Cd和Pb)含量;随污泥施用量的增加,根系Mn、Zn、Cu、Ni含量呈先上升后下降趋势,Cd和Pb含量呈上升趋势。施用生活污泥后在滩涂土壤上种植的黑麦草植株各重金属的含量均未超标,但应用生活污泥改良滩涂土壤过程中的重金属环境安全性问题,仍值得深入研究。     

怀山药对土壤重金属元素的吸收富集规律的研究

[目的]研究山药对土壤中重金属的吸收规律。[方法]选择Cu、Zn、Pb、Mn、Ni、Cr 6种重金属进行试验分析。分别对土样和山药样品进行消解,利用火焰原子吸收光谱法进行测定,研究怀山药对土壤重金属元素的吸收富集规律。[结果]研究区土壤中重金属含量符合国家二级土壤环境质量标准,Cr和Cu元素达到国家一级土壤环境质量标准;山药与土壤中Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Mn的相关系数分别为0.975、0.956、0.574、0.330、0.500、-0.044。并且山药对不同金属元素的富集能力表现为Cu〉Zn〉Mn〉Ni〉Cr〉Pb。[结论]研究区重金属含量符合国家二级土壤环境质量标准,Cr和Cu元素达到国家一级土壤环境质量标准;山药中Cu、Pb、Cr含量均未超出粮食标准,Mn、Zn、Ni在粮食标准中没列出,故不作评价。     

城市生活污泥堆肥过程中重金属钝化规律及影响因素的研究

城市污泥中重金属含量及其生物有效性是限制污泥农用的主要因素之一,研究污泥堆肥过程中重金属形态及其生物迁移规律具有重要意义。用BCR顺序提取法浸提堆体中各种形态重金属,研究堆肥过程中不同形态重金属的变化规律以及主要影响因素。结果表明:除Zn、Cd外,城市污泥中Cu、Ni、Cr、Pb主要以可氧化态及残渣态存在,生物有效性较低;堆肥处理改变了重金属的形态分布,使污泥中的酸溶态及可还原态的重金属向更稳定的可氧化态及残渣态转变,显著降低了重金属的生物有效性;堆肥结束时Cu、Zn、Ni、Cd、Cr、Pb六种重金属残渣态含量比堆肥初始均有所增加,增幅分别达6.3%、6.7%、22.0%、15.2%、11.0%、40.5%;不同形态重金属含量与DOC含量相关性显著,而与OM相关性不强;pH主要影响可还原态及生物有效态重金属的分布,与其他形态相关性不强。     

黔江区污水处理厂污泥中重金属生态风险评价与健康风险评估

采用ICP,AAS,AFS法测定了重庆市黔江排水有限公司污水处理厂终端污泥中9种重金属(Zn,Cr,Cu,Mn,Ni,Pb,As,Cd,Hg)的质量分数,并采用内梅罗综合污染指数法、 Hakanson潜在生态危害法、 Muller地累积指数法对污泥中9种重金属生态风险进行评价,同时,基于US EPA健康风险评价模型对5种重金属(Zn,Cu,Mn,Pb,Hg)进行非致癌健康风险评估,对另外4种重金属(Cr,Ni,As,Cd)进行致癌健康风险评估.生态风险评价表明, Ni,Cr,Pb无污染,生态危害程度很低,但Muller地累积指数法分析显示Cu,Zn,Hg,As存在一定生态危害风险,同时, Hakanson潜在生态危害风险评价和Muller地累积指数法评价均表明, Cd生态危害程度较高;健康风险评估表明该厂污泥中重金属基本不存在非致癌健康风险和致癌健康风险,但Cu,Mn的非致癌总风险相对较高,且各重金属经手口摄入途径产生最高非致癌健康风险,儿童所承受的非致癌健康风险高于成人约5.9倍,但儿童所承受的总致癌健康风险略低于成人.     

堆肥污泥重金属在黄土层中的淋溶迁移试验

采用经强化重金属后的堆肥污泥作为淋溶土柱的重金属来源,通过土柱淋溶试验,研究了堆肥污泥Cd、Ni、Pb、Cu、Zn 5种重金属在黄土层中的垂直迁移特征,探讨了堆肥污泥施用量及不同淋溶水量对黄土层中重金属迁移分布的影响。结果表明,Cd、Ni的淋溶迁移性较好,Pb、Cu、Zn整体迁移性较差。Cd和Cu随淋溶水量增加淋出作用明显增强,增大淋溶水量对Ni和Pb的淋出影响无明显增强,表层土中Zn、Ni、Pb含量随淋溶水量增大而累积,深层土情况各异。     

Accumulation and bioavailability of heavy metals in a soil-wheat/maize system with long-term sewage sludge amendments

A long-term field experiment was carried out with a wheat-maize rotation system to investigate the accumulation and bioavailability of heavy metals in a calcareous soil at different rates of sewage sludge amendment. There are significant linear correlations between the contents of Hg, Zn, Cu, Pb, and Cd in soil and sewage sludge amendment rates. By increasing 1 ton of applied sludge per hectare per year in soil, the contents of Hg, Zn, Cu, Pb, and Cd in soil increased by 6.20, 619, 92.9, 49.2, and 0.500 μg kg–1, respectively. For Hg, sewage sludge could be safely applied to the soil for 18 years at an application rate of 7.5 t ha–1 before content exceeded the soil environmental quality standards in China(1 mg kg–1). The safe application period for Zn is 51 years and is even longer for other heavy metals(112 years for Cu, 224 years for Cd, and 902 years for Pb) at an application rate of 7.5 t ha–1 sewage sludge. The contents of Zn and Ni in wheat grains and Zn, Cu, and Cr in maize grains increased linearly with increasing sewage sludge amendment rates. The contents of Zn, Cr, and Ni in wheat straws and Zn, Cu, and As in maize straws were positively correlated with sewage sludge amendment rates, while the content of Cu in wheat straws and Cr in maize straws showed the opposite trend. The bioconcentration factors of the heavy metals in wheat and maize grains were found to be in the order of ZnCuCdHgCr=NiPbAs. Furthermore, the bioconcentration factors of heavy metals in wheat were greater than those in maize, indicating that wheat is more sensitive than maize as an indicator plant. These results will be helpful in developing the critical loads for sewage sludge amendment in calcareous soils.     

城市污水处理厂污泥中重金属海水浸出影响因素的研究

研究不同因素对城市污水污泥中重金属浸出的影响可以为城市污水污泥最终处理方法的选择、污泥投海对海洋环境的影响评估和海洋生态环境保护提供一定的数据支撑。为了解不同因素对污水污泥中重金属浸出情况的影响,以上海7处污水处理厂的污水污泥为研究对象,采用改进的水平振荡法,探讨了海水温度、盐度和微生物活动对污水污泥中重金属浸出的影响。结果表明,由于不同季节海水温度的差异,而温度影响重金属的存在形态,污泥中Zn和Hg在水温较高的夏季释放的较多,Cu、Cd、Pb和As则在春秋时释放的较多;海水盐度的高低影响海水中电解质的浓度和部分生物体内相关酶的活性,因此污泥在低盐度水域环境中释放出较多的Zn、Cu、Pb和Cd;同时细菌等微生物在污水污泥中可能会发生氧化、硝化等一系列生理生化反应,因此会影响重金属在污水污泥中的存在形态和环境,灭菌后的污泥较未灭菌时更易释放出Zn、Cu、Hg和As。     

大冶龙角山矿区农田土壤重金属形态分布及其来源

为研究大冶龙角山矿区某溪流段沿岸农田土壤基本理化性质和重金属分布情况,采用Tessier五步连续提取法提取并测定土壤中Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和Cd 7种重金属的形态与含量,并分析了重金属含量与土壤Fe和S含量之间的相关性。结果表明:所有重金属在大部分取样点总含量均超出湖北省土壤背景值;Cu和Cd总含量超过土壤环境质量三级标准(GB 15618—1995)限值,Zn、Pb、Cr和Ni符合土壤环境质量二级标准;Mn、Cu、Zn、Pb、Ni和Cd均以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,Pb、Cr和Cd存在一定比例的可交换态。矿山矿石组分主要为黄铁矿和黄铜矿,且Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的铁锰氧化物结合态、残渣态以及总含量的分布均与土壤Fe和S含量分布表现出较好的正相关关系,表明硫化物矿物开采引发了重金属Mn、Cu、Pb、Zn和Cd在该矿区农田土壤中的累积与污染。     

我国部分城市污泥中重金属元素形态的研究

采集从北到南五家污水处理厂的消化污泥，通过室内分析测试，研究了我国部分城市污泥中重金属元素的含量和形态分布。结果表明，消化污泥总体呈高有机碳、高氮磷、低钾、高营养的相似性，但其理化性质如阳离子交换容量(CEC)、pH等差异较大，对重金属元素的形态分布与生物可利用性有影响。同种元素在不同的污泥中含量的差异较大，相差数倍甚至10倍以上；一种污泥中不同元素含量明显不同，Zn的浓度最高，其次是Cu，Cd、B的浓度最低。连续提取的形态分布研究表明，污泥pH明显影响污泥中重金属元素的形态分布，酸性污泥(S5样品)中各重金属元素酸溶／交换态百分比明显高于其他污泥。不考虑pH因素影响，Cu、Cd、Cr和Pb主要分布在残渣态和氧化态，其酸溶／交换态和还原态含量较低；Zn、Ni和B分布受污水处理厂污泥性质影响较大，各态均有较高分布，一般高于10％，有效态含量高，生物可利用性和植物毒性较大。     

粉煤灰钝化污泥对土中总氮·总磷和重金属含量的影响

[目的]研究粉煤灰对土中的总氮、总磷和重金属含量的影响。[方法]在土壤中分别添加质量浓度为1%、3%的混有不同比例粉煤灰(2%、5%、10%、15%)的污泥。[结果]与对照相比,施用1%和3%污泥增加了土中TN、TP含量,其增幅分别为6.74%～30.29%和3.81%～32.67%,粉煤灰的加入量对其增幅无明显的影响;污泥施用增加了土中Cu、Zn、Pb、Ni和Cr的含量,投加粉煤灰在污泥低用量(10 g/kg)时未表现出明显的重金属钝化作用,而在高用量(30 g/kg)时表现出对Ni和Pb的钝化。[结论]施用污泥可增加土中TN、TP含量,但粉煤灰对其无明显影响;污泥施用增加了土中重金属的含量,投加粉煤灰在污泥高用量时表现出对Ni和Pb的钝化。