污泥中重金属的环境活性及生态风险评估

第３２卷第４期２０１２年８月水土保持通报ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＶｏｌ．３２，Ｎｏ．４Ａｕｇ．，２０１２收稿日期：２０１１－１１－２２修回日期：２０１２－０２－０４资助项目：湖南省环保科技计划项目“典型铅锌矿冶区重金属污染土壤芦竹—化学联合生态修复关键技术与示范”（湘财建字［２０１０］２７７－２７）；中南大学研究生学位论文创新项目“城市污泥中重金属和有机污染物生物净化技术研究”（２０１０ＳＳＸＴ１６７）作者简介：韦小颖（１９８８—），女（壮族），广西省河池县人，硕士研究生，主要从事环境生物技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｉｘｉａｏｙｉｎｇ０９１９＠１６３．ｃｏｍ。通信作者：肖细元（１９７３—），女（汉族），湖南省邵阳县人，博士，讲师，主要从事环境修复技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｏｘｙ＠ｃｓｕ．ｅｄｕ．ｃｎ櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙毌毌毌毌。综合治理污泥中重金属的环境活性及生态风险评估韦小颖，郭朝晖，肖细元（中南大学冶金科学与工程学院环境工程系，湖南长沙４１００８３）摘要：研究了湖南省长沙市、株洲市和常德市１０个污水处理厂剩余污泥中Ａｓ，Ｃｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｚｎ的含量和形态特征，并利用潜在生态危害指数法对污泥农用过程中重金属的生态风险进行了综合评价。结果表明，城市污泥中富含有机质及Ｎ，Ｐ，Ｋ等养分，然而，污泥表现为以Ｃｄ为主的多金属污染，不能直接农用。污泥中Ｃｄ含量为１．４３～２６０ｍｇ／ｋｇ，以可还原态为主，占全量比例高于２８．９％；Ａｓ，Ｐｂ的可还原态，Ｎｉ，Ｚｎ的酸可溶态和可还原态，Ｃｕ可还原态和氧化态所占比例较高，表明污泥中重金属的潜在环境活性较高。风险指数评价结果表明，污泥中Ｃｄ和Ａｓ是潜在的强生态风险元素；以工业废水处理为主的污水处理厂污泥重金属单因子生态风险相对较高，且综合潜在生态风险严重。关键词：污泥；重金属；改进ＢＣＲ三步连续提取法；生态风险评估文献标识码：Ａ文章编号：１０００－２８８Ｘ（２０１２）０４－０２０３－０５中图分类号：Ｘ７０５ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＡｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＲｉｓｋｓｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌｓｉｎＳｅｗａｇｅＳｌｕｄｇｅＷＥＩＸｉａｏ－ｙｉｎｇ，ＧＵＯＺｈａｏ－ｈｕｉ，ＸＩＡＯＸｉ－ｙｕａｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕ′ｎａｎ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅｆｒｏｍ１０ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｓｉｎｔｈｅｃｉｔｉｅｓｏｆＣｈａｎｇｓｈａ，ＺｈｕｚｈｏｕａｎｄＣｈａｎｇｄｅｏｆＨｕ′ｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅｗｅｒｅａｄｄｒｅｓｓｅｄ．Ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋｉｎｄｅｘ（ＩＲ）ｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｉｓｋｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｔｈｅｓｌｕｄｇｅｉｎｔｅｎｄｅｄｆｏｒａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅｗａｓｒｉｃｈｉｎｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ，ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ，ａｎｄｐｏｔａｓｓｉ－ｕｍ．Ａｓｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅｃｏｕｌｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙｃａｕｓｅｍｕｌｔｉ－ｍｅｔａｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙＣｄ，ｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅｓｈｏｕｌｄｎｏｔｂｅｄｉｒｅｃｔｌｙｕｓｅｄｆｏｒａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．ＴｈｅｔｏｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆＣｄｉｎｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ１．４３ｔｏ２６０ｍｇ／ｋｇａｎｄｔｈｅｍａｊｏｒｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｏｆＣｄｗａｓｉｎｒｅｄｕｃｉｂｌｅｆｏｒｍｗｉｔｈｐｅｒｃｅｎｔａｇｅａｓｈｉｇｈａｓ２８．９％．ＴｈｅｍａｊｏｒｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｓｏｆＡｓａｎｄＰｂｉｎｓｌｕｄｇｅｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｒｅｄｕｃｉｂｌｅｆｏｒｍ，ｔｈｏｓｅｏｆＮｉａｎｄＺｎｗｅｒｅｉｎａｃｉｄｓｏｌｕｂｌｅａｎｄｒｅ－ｄｕｃｉｂｌｅｆｏｒｍｓ，ｗｈｉｌｅｔｈｏｓｅｏｆＣｕｗｅｒｅｉｎｒｅｄｕｃｉｂｌｅａｎｄｏｘｉｄｉｚａｂｌｅｆｏｒｍｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎ－ｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅｗａｓｈｉｇｈ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓ