中国农业信息杂志投稿污泥中重金属Cd和Pb的形态分析.PDF

中国月期刊咨询网 中国农业信息杂志投稿污泥中重金属Cd和Pb的形态分析 中国农业信息杂志 （月刊）由农业部主管，中国农学会农业信息分会、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所共同主 办，是我国目前全方位登载国内外农业产前、产中、产后信息，面向国内外公开发行的国家级期刊，报 道的范围是：国内外农村科技研究与生产技术动态，如新成果、新理论、新经验、新技术、新工艺、新 产品。 摘要：分析了新疆喀什市污水处理厂污泥的基本性质、污泥中重金属Cd和Pb的含量及形态，并利用地累积指数(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，该污泥有良好的农用价值。 但是污泥中Cd的总量为5.48 mg/kg，此结果超过中国农用污泥中重金属的控制标准(酸性土壤中)，主要形态为残渣态 和可交换态，分别占44.34%和23.18%，生物可利用态含量较高，易被植物吸收利用，所以农用具有较大的风险。Pb含 量在我国农用污泥中重金属的控制标准范围内，存在形态主要为残渣态，占82.64%，在污泥中较稳定;地累积指数法 和内梅罗单项指数法的评估结果表明，污泥农用对土壤环境存在严重的潜在生态风险。 关键词：污泥,重金属,化学形态,内梅罗指数,地累积指数 DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.05.012 随着中国污水处理量的不断增加，处理过程中产生的剩余污泥也急剧增加。大量产生的污泥若处置不当将会引起严重 的环境污染问题[1]。污泥中含有大量的有机物和氮、磷、钾等植物所需的营养物质，因此，污泥的农用成为目前比 较理想的一种污泥处置方法[2]。但是污泥中也含有大量的重金属等污染物质，这些重金属由于具有毒性大、难降解 、潜伏期长及容易富集等特点成为限制污泥农用的一个主要因素[3]。因此，在污泥农用之前需掌握污泥中重金属的 环境行为信息并对其潜在风险进行评估[4]。重金属在环境中的行为不仅与含量有关，更大程度上取决于其存在形态[ 5]。重金属的不同形态表现出不同的生物毒性和环境行为。不稳定态重金属在环境中易迁移转化，存在一定的潜在生 态风险，所以在污泥土地利用之前对重金属污染进行评价显得尤为重要。 目前，对于中国东南部等经济发达城市污水处理厂污泥的处理，污泥中重金属的形态分布及其对植物的毒性效应或富 集效应研究较多[6，7]，而对于西部经济欠发达城市污水处理厂污泥中重金属元素的相关研究较少，针对新疆喀什市 污泥重金属形态研究方面的内容鲜有报道。 基于以上分析，本研究选择新疆喀什市污水处理厂的污泥为研究对象，采用Tessier连续五步提取法和地累积指数法、 内梅罗综合污染指数法研究了喀什市城市污水处理厂污泥的理化性状和污泥中重金属的形态分布特征，并对其进行了 潜在生态风险评价，为该厂污泥的合理处置及资源化利用提供科学依据。 1 材料与方法 1.1 样品采集 试验污泥取自新疆喀什市污水处理厂脱水后污泥(春季)。污泥带回实验室经烘干、磨碎、过100目筛，入广口瓶备用 。 中国月期刊咨询网 1.2 试验方法 参照《城市污水处理厂污泥检验方法》[8]规定的方法对污泥基本性质进行分析;用火焰原子吸收光谱法测定[9]污泥重 金属总量;采用Tessier等[10]五步提取法对污泥重金属进行形态分析。 1.3 污泥中重金属潜在生态风险评估方法 染程度的定量指标，具体计算方法如下： 式中，Cn是重金属元素n在沉积物中的含量(mg/kg)，本文是采用各重金属可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态 、有机结合态4种形态之和;Bn是沉积物中该元素的地球化学背景值(mg/kg)，本研究采用中国土壤中重金属含量均值[1 2]。 1.3.2 内梅罗综合指数法 内梅罗指数法常用于评估土壤中重金属污染程度[13]，首先根据公式(2)求出污泥样品中重金 属元素的内梅罗单项污染指数，再根据公式(3)计算所有重金属的综合污染指数。 2 结果与分析 2.1 污泥的养分含量 城市污泥组分的含量与污水的来源及处理工艺等因素有关。喀什市污水处理厂污泥中营养元素的含量见表1。 近。污泥的含水率为62.69%，脱水效果较好。污泥中有机质和钾的含量较高，超过了全国污泥均值，氮和磷含量低于 全国污泥均值，可能是由污水处理厂处理程度不同造成的，喀什市污水处理厂污水处理程度一般只达到二级处理，所 以脱氮除磷效果不是很好。总的来说，从污泥的养分含量可知该厂污泥具有很好的农用价值。