城市污水處理廠污泥重金屬污染狀況及特征

梁曉麗+張春峰

摘 要：如今，城市污水處理廠中污泥的處理已經成為了環保部門的重要研究話題，污泥中的成分是比較復雜的，尤其是污泥中的重金屬最為特殊，如果對污泥里的重金屬處理不當的話，不僅會對環境造成污染，還會對人類健康造成極大的傷害。

關鍵詞：污水處理廠；污染現狀；重金屬污染特征

引言：污水處理廠是一類極為重要的水處理工廠，對城市經濟、發展和安全有著關鍵性的作用，是實現我國可持續發展不可缺少的一個重要環節。污水處理廠可以對各類污水進行處理，在處理污水的過程中會難免會產生污泥重金屬，其對于環境具有很強的污染性。在污水的處理廠內，需要對這些污泥里面的重金屬進行優化處理，使其符合標準。

1.采用ICP-MS方法分析污泥重金屬污染狀況

采用ICP-MS分析法測定了我國3個典型沿海城市廣州、青島、上海等共13個污水處理廠污泥的7種重金屬含量，并2001年和2006年的測量數據進行了對比，以了解我國部分沿海城市污水處理廠重金屬污染狀況、變化趨勢和處置方案。測量結果表明，在我國這些沿海城市之中污泥重金屬污染分布存在著很大的差異，7種重金屬平均含量大小順序為Cr>Zn>Cu>Pb>As>Hg>Cd，Cr、Cu和As的含量超出了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》，污染相當嚴重。相對于以前，我國沿海城市之中污泥中Zn的含量明顯的減少，Pb、Hg和Cd的含量并沒有較明顯的變化，但Cr、Cu、As相比較均明顯增加。各區域的各種類型的污水處理廠中城市污泥之中重金屬含量的分析表明，其來源于工業廢水的城市污泥之中Zn、Cu和Hg的含量在生活污水之中較多，在上海污水處理廠的城市污泥之中Cr、Pb、As、Hg和Cd的含量相比較均高于廣州和大連。在我國沿海城市中污泥大部分是可以采用污泥農用的處理方式進行處置。

2.重金屬污染特征

2.1重金屬污染有別于其他的有機化合物的污染

其中很多的有機化合物是可以通過自然界中物理的、化學的或著生物的凈化，使有害性降低甚至解除。而重金屬具有富集性，很難在自然界中降解。目前我國由于在重金屬的開采、冶煉和加工過程中，造成了不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤重金屬水銀，引起了嚴重的環境污染。如隨著廢水而排出的重金屬，即便濃度小，也可在藻類和底泥之中積累，被魚和貝類的體表所吸附，產生食物鏈濃縮，從而造成公害。在水體中金屬的利與害不僅取決于金屬的種類、性質，而且這些還取決于金屬的濃度以及存在的形態，即便是有益的金屬元素，一旦濃度超標也會有劇烈的毒性，使動植物中毒甚至死亡。金屬的有機化合物（如有機汞、有機鉛、有機砷、有機錫等）比相應的金屬有機化合物毒性還要強；可溶態的金屬又比顆粒狀的金屬所含的毒性要大等等。重金屬在人體內會和蛋白質及各種酶發生強烈的化學反應，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官里聚集，如果這些一旦超過了人體所能耐受的限度，會造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等，對人體會造成很大的危害，例如，日本發生的水俁?。ü廴荆┖凸峭床。ㄦk污染，等公害病，都是由重金屬污染引起的。

隨著人類社會的不斷發展，城市發展進程的不斷加速，城市環境問題的日益惡化，這其中就包括了重金屬的污染問題。自上世紀50年代，發現的“水俁病”等一系列災難事件后，重金屬污染對于生態環境的影響就引起了人們高度重視.重金屬污染具有長期性、隱蔽性、不可逆性、潛伏性等特點。

2.2空間分布特征

中國的許多城市早已經遭受了不同程度的重金屬污染。重金屬污染強度最高的是礦冶工業區，然后是城市中心的老居民區和商業區，在風景區和新開發區的是污染比較輕的，近年新建的市民廣場重金屬污染不明顯。不同功能區污泥中重金屬含量差別是比較大的：公園中CU含量是最高，在其它功能區CU的含量順序為郊區的耕地大于住宅區大于工業區大于開發區；PB在城市污泥中含量是最高的，其它的功能區順序為工業區大于住宅區大于郊區耕地大于開發區等.但在總體上，城市污泥中重金屬含量要明顯高于郊區及遠離城市的農田污泥的含量。但是在近年來，隨著我國城市環境的綜合治理，一部分企業在向城郊搬遷，加之鄉鎮企業也在慢慢發展起來，污泥的污染在逐漸的好轉。

2.3時間分布特征

隨著我國經濟的發展和城市化進程的加快，城市污泥中的重金屬含量也在隨著時間的推移而逐步的增加，污泥重金屬的污染在加快。各類企業、廠礦較多的地方污泥的污染程度明顯高于其他企業、廠礦較少的地方，并且隨著時間的逐漸延長，它的污染程度在增加.經過研究結果表明，菜園和糧田隨著耕種歷史的延長，表層土壤的ZN、CU和PB含量成增加趨勢。調查組分別對杭州市幾個污水處理廠進行研究發現了，這幾個污水處理廠的污泥重金屬含量會隨著形成時間長短而發生變化，污泥中重金屬含量隨土壤形成時間的增加而增加的。

2.4形態分布特征

污泥重金屬污染的嚴重性是與在土壤中的環境行為有直接關系的，它并不完全取決于總量的，有時候也取決于其化學形態。污泥重金屬的形態有很多種的分類方法，在國內國外常見的有五種分類的方法，即將它的形態可分為可交換態、碳酸鹽的結合態、有機質量的結合態、鐵錳氧化物的結合態、殘渣態。其中可交換態的重金屬對環境條件的變化是最為敏感的，有效性也是最強的，也最容易被生物吸收，造成的傷害也是最大的；碳酸鹽結合態也比較容易被生物吸附，而鐵、錳氧化物結合態和有機質結合態的重金屬相對較穩定，不易被生物吸附；殘渣態則對生物無效的，這種形態的污泥重金屬所占的比例越高，其生物的有效性就會越小。經過研究表明城市污泥的重金屬元素以殘渣態為主，但在不同的元素之間、不同的土壤之間、不同的層次之間各種形態它們所占比例也是有所不同的，而且同一重金屬元素的活性態在不同功能區域的分布的差異是非常明顯的。經研究發現南京市污泥的重金屬元素是以殘渣態為主，其次為殘渣態、鐵錳氧化物態、有機結合態、碳酸鹽結合態、交換態為主。經過研究也發現南京市鉛的化學形態主要也是以殘渣態為主要的，各形態所占比例依次為：殘渣態大于鐵錳氧化物結合態大于有機結合態大于碳酸鹽結合態大于可交換態。

2.5污泥重金屬含量的相關性

用污泥中重金屬含量的相關性是可以推測污泥重金屬的來源是否相同，若污泥重金屬含量有著顯著相關性，說明它的來源可能相同，有可能來源也是不止一個的。若兩種污泥重金屬之間是正相關的，說明兩者之間如果復合之后，會對環境污染造成較為嚴重的后果；相反的，如果它們是負相關的，說明它們兩者之間是可以相互抵制，相互制約的。研究表明，污染區往往會出現很多個元素含量同時增高的現象，那都是復合污染的趨勢，即是兩種污泥重金屬正相關，所以污泥重金屬的污染大多數為結伴性或者是綜合性結合的污泥污染。

結語：在隨著全球經濟的逐漸增長、人口數量的增加、資源的大幅度消耗，要怎樣充分的利用好剩余的污泥資源，將它們把廢品變為寶貝，這個問題已經成為了當今世界環境保護領域的焦點。污泥不用再作為無用的廢物經過簡單處理后就丟棄，而是要通過堆肥、消化、焚燒或者熱干化等多種方式來處理，盡可能的將它們可以無限循環利用的有效資源。

參考文獻

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