城市污泥5種重金屬分布特征及其環(huán)境風險評價.pdf

1、我國重金屬污染綜合防治十二五規(guī)劃將Hg、Pb、Cd、Cr、As等5種生物毒性強的重金屬列為第一類重點防控的重金屬污染。城市污泥等固體廢棄物若處置不當易導致生態(tài)環(huán)境重金屬污染，掌握這5種重金屬在城市污泥中的分布特點，評估污泥在開展資源化利用中對生態(tài)環(huán)境的風險，以便對污泥進行科學處置和環(huán)境風險管理，具有重要指導意義和應用價值。本研究以蕪湖市污水處理廠污泥為例，對Hg、Pb、Cd、Cr、As等5種重金屬的分布特征和農用生態(tài)風險進行了評估，分析

2、5種重金屬在污泥中的總量和形態(tài)特征及與有機質、氮磷鉀和pH的關系和季節(jié)性變化特點，解析重金屬污染源特點，評估重金屬生態(tài)毒理效應和污泥農用可能產生的生態(tài)風險及對土壤重金屬容量的影響，提出線蟲種群參數(shù)(TFR、R0、e0和rm)可作為早期監(jiān)測重金屬污染對生態(tài)環(huán)境影響的指標以及分季節(jié)、分區(qū)域對污泥進行風險管理的處置策略。具體研究結果如下:
　　1、城市污泥5種重金屬分布特征采用原子吸收等方法檢測污泥中5種重金屬平均含量依次為Cr＞Pb＞

3、As＞Cd＞Hg;采用Tessler逐級連續(xù)提取法檢測重金屬形態(tài)，Hg以有效態(tài)（EXCH+ CARB）和Fe，Mn-OX態(tài)為主，Pb和As以Fe，Mn-OX和RESD態(tài)為主，Cd、Cr以有效態(tài)(EXCH+CARB)和RESD態(tài)為主;重金屬總量與pH、有機質及氮磷鉀的相關性分析，總量與有機質呈正相關關系(rs=0.82，P＜0.05)，與總氮呈負相關關系（rs=-0.98，P＜0.05），而與總磷總鉀及pH無相關性(P＞0.05);重金屬

4、總量和形態(tài)有一定的季節(jié)變化特點，冬春季總量高于夏秋季，Hg、 Pb冬春季有效態(tài)降低，Cd、Cr、As冬春季有效態(tài)升高。
　　2、5種重金屬的生態(tài)毒理效應評估5種重金屬生物毒性強弱評估，將L1期秀麗隱桿線蟲暴露于不同濃度Cd2+、Cr6+、As5+、Pb2+、Hg2+等5種重金屬溶液48h，半數(shù)致死濃度LC50分別為Hg（17.83μM）、Pb（124.34μM）、Cr(231.79μM)、As（305.83μM）、Cd（558.3

5、0μM）;根據(jù)重金屬在生態(tài)環(huán)境中積累對生物產生影響的特點，將L1期秀麗隱桿線蟲分別暴露于0.05、0.5、2.5μM的5種重金屬溶液中48h，觀察毒性效應，生命表實驗顯示5種重金屬暴露對線蟲種群均有抑制作用，導致線蟲總繁殖率(TFR)、凈生殖率（R0）、生命期望(e0)和內稟增長率(rm)降低。5種重金屬對線蟲的LC50和種群影響均顯示生態(tài)毒理效應為Hg2+＞Pb2+＞Cr6+＞As5+＞Cd2+，低濃度的As5+和Cd2+暴露還會提高

6、線蟲內稟增長率(rm)產生毒物興奮效應。提示線蟲種群參數(shù)TFR、R0、e0和rm可作為早期監(jiān)測重金屬污染對生態(tài)環(huán)境影響的指標。
　　3、5種重金屬的生態(tài)風險評估采用地質累積指數(shù)和內梅羅污染指數(shù)評價5種重金屬污染程度，Cd污染最高，其次為Pb，而Hg、As和Cr污染相對較小;對污染因子進行相關性、主成分及聚類分析解析污染源特點，Cd污染受人為活動影響最大，其次為Pb、Hg，Cr和As有統(tǒng)計地方性;采用Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)

7、評估污泥農用的生態(tài)風險，Cd生態(tài)風險指數(shù)為高風險(Eri＞160)，Hg、As、Pb、Cr均為低風險(Eri＜40)。污泥農用對土壤重金屬容量影響評估，全市污水處理廠污泥統(tǒng)一農用處置尚不可行，可實行分類管理，有5座污水處理廠污泥在未來的20a可以實施農用、園林綠化等處置。
　　綜合分析蕪湖市污水處理廠污泥5種重金屬在開展污泥土地利用處置管理時，應優(yōu)先防控Cd的環(huán)境風險，其受人為活動影響較大，加強污染源的追蹤和監(jiān)管;重點防控W1、W