礦物與有機(jī)物料對城市污泥重金屬的鈍化與生物有效性影響研究.pdf

1、城市污泥中重金屬易對環(huán)境造成持久性污染，嚴(yán)重制約了城市污泥的處置與利用。為了研究與控制城市污泥重金屬污染，本文對合肥市5家污水處理廠污泥樣品中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的總量與形態(tài)分布特征展開調(diào)查，分析了它們對環(huán)境的污染程度及風(fēng)險(xiǎn)等級；研究了鈣鎂磷肥、羥基磷灰石和凹凸棒石三種鈍化劑對污泥中重金屬形態(tài)分布的影響，以及玉米秸稈與污泥樣品堆肥后各重金屬形態(tài)的變化；并通過小白菜對污泥中重金屬的吸收量判斷鈣鎂磷肥與羥基磷灰石對污泥中Cr、

2、Cu、Zn生物有效性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：
　　1.污泥樣品中重金屬含量大小順序?yàn)椋篫n>Cu>Cr>Pb>As>Cd。按照我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，部分樣品中As、Cd和Zn的含量均超出A級標(biāo)準(zhǔn)；其中CTP污泥中Cd的含量超出B級標(biāo)準(zhǔn)，而各污泥樣品中重金屬含量均處于《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》限制范圍內(nèi)。Cr、Cu和Pb的生物可利用形態(tài)比例較低；As的生物可利用形態(tài)比例相對較高；Zn的生物可

3、利用形態(tài)比例最高；而Cd在各污泥樣品中的形態(tài)分布比例差異較大。污泥中重金屬浸出濃度均未超過標(biāo)準(zhǔn)值。內(nèi)梅羅指數(shù)法和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法的評價(jià)結(jié)果大致相同，供試污泥中重金屬綜合污染均處于嚴(yán)重污染和極高潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；各重金屬評價(jià)結(jié)果大小為：Cd>Cu（Zn）>As>Cr>Pb。
　　2.試驗(yàn)選用的三種鈍化劑均降低了污泥樣品中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的主要生物可利用態(tài)含量，它們對各重金屬的鈍化效果各不相同，As：羥基磷灰石>凹凸棒

4、石>鈣鎂磷肥；Cd：凹凸棒石>羥基磷灰石>鈣鎂磷肥；Cr：鈣鎂磷肥>羥基磷灰石>凹凸棒石，鈣鎂磷肥使鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)比例由3.60％降低至1.20%；Cu：凹凸棒石>羥基磷灰石>鈣鎂磷肥，凹凸棒石使可交換態(tài)比例3.67%降低0.11%；Pb：鈣鎂磷肥>羥基磷灰石>凹凸棒石；Zn：鈣鎂磷肥>凹凸棒石>羥基磷灰石，鈣鎂磷肥使離子可交換態(tài)比例由5.29%降低至0.21%，碳酸鹽結(jié)合態(tài)比例由22.71%降低至3.43%。并且隨著鈍化劑施加量的增

5、加，鈍化效果越明顯。
　　3.玉米秸稈與污泥樣品堆肥一周內(nèi)溫度迅速上升，高達(dá)到49.7℃，堆體的高溫維持了11天后緩慢下降，30天后恢復(fù)常溫。油菜種子在污泥鮮樣的浸出液中發(fā)芽率為31.67%，發(fā)芽率在堆肥的初始階段略有降低，而在10~35天這段期間內(nèi)逐漸升高，達(dá)到95.33％，當(dāng)堆肥進(jìn)行到50天時(shí)，油菜種子的發(fā)芽率達(dá)到111.67％。玉米秸稈堆肥均降低了污泥樣品中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的主要生物可利用形態(tài)比例，污泥樣品

6、中As的鐵錳氧化態(tài)比例由38.44%降低至28.83%；Cd的離子可交換態(tài)的比例由23.22%降低至0.12%；Cr的鐵錳氧化態(tài)比例由占3.60%降低至2.04%；Cu的離子可交換態(tài)比例由3.67%降低至0.30%；Pb的碳酸鹽結(jié)合態(tài)比例由7.78%降低至0.88%，鐵錳氧化態(tài)比例由19.27%降低至3.05%；Zn的離子可交換態(tài)比例由5.29%降低至0.04%，碳酸鹽結(jié)合態(tài)比例由22.71%降低至9.51%。
　　4.鈣鎂磷肥和

7、羥基磷灰石的施用均使小白菜的總生物量增加，隨著施用量的增加總生物量增大，鈣鎂磷肥的促進(jìn)作用大于羥基磷灰石，CK組白菜的平均總生物量為204.35 g，施用100 g鈣鎂磷肥增加至255.02 g。各組白菜莖葉和根系中Cr、Cu和Zn的平均含量均低于混合土壤基質(zhì)的平均含量。白菜莖葉對各重金屬的平均吸收量大小為：Zn>Cu>Cr，根系對重金屬的平均吸收量大小為：Zn>Cr>Cu。鈣鎂磷肥和羥基磷灰石均在一定程度上降低了Cu、Cr、Zn的生物