随着经济的快速发展和城市化进程的加快,城市污水处理厂数量逐渐增多,城市污泥的产量也在不断增加。污泥中含有植物生长必需的有机物、氮磷等营养元素,使得其能够被资源化利用。然而,污泥中也含有大量对环境有害的重金属,被直接利用。因此,如何降低污泥重金属对环境的危害是解决污泥处理处置和资源化利用的关键性问题。本文以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究白云石、硫酸亚铁以及白云石-硫酸亚铁复合物作为改良剂对污泥重金属形态和有效态的影响,并初步探讨了几种钝化剂的钝化机理。通过盆栽试验,探究了钝化污泥对青菜生物量及地上部和根部重金属积累的影响,并对钝化剂钝化效果的长期稳定性进行了评价。最后,本文开发了一种利用便携式血糖仪测定污泥重金属微生物毒性的方法,并对各种钝化处理污泥的重金属毒性进行了测定。主要研究结果如下:1.以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,通过添加白云石、硫酸亚铁以及白云石-硫酸亚铁复合物钝化污泥中的重金属,评价污泥重金属的钝化效果。结果表明:白云石可以提高污泥pH,硫酸亚铁则降低污泥的pH,白云石和硫酸亚铁复配添加时,污泥pH变化并不显著。白云石对污泥中Cu和Cd有较好钝化作用,硫酸亚铁对污泥中As具有显著钝化作用,白云石和铁盐复配对污泥中重金属Cu﹑Zn、Cd和As均有显著钝化作用。白云石和硫酸亚铁处理可显著降低污泥中重金属有效态含量,其中以5%白云石和5%硫酸亚铁复配处理的效果最好,与对照相比,污泥中的有效Cu、Zn、Cd和As分别减少了59.58%、42.26%、40.93%和55.68%。SEM-EDS和Visual MINTEQ模拟结果显示,白云石中的碳酸根离子能够与重金属发生沉淀反应。2.通过连续两茬的盆栽试验,研究钝化污泥对青菜生物量及地上部和根部重金属积累的影响,并评价钝化剂钝化效果的长期稳定性。研究结果表明:第一茬盆栽试验中,污泥中添加10%的白云石,青菜的生物量有所增加,白云石和硫酸亚铁复配对青菜生物量影响不明显。与对照组相比,污泥中添加白云石和硫酸亚铁,青菜地上部和根部重金属含量降低,地上部Cu、Zn、Cd和As最大降幅分别为53.56%、34.51%、57.29和77.04%;第二茬季盆栽试验中,各处理组青菜生物量显著增加,青菜地上部和根部重金属的积累量均显著增加。对比两茬青菜重金属的积累量可以发现,随着时间的推移,钝化剂对污泥重金属的钝化效果有所降低。由此可知,白云石和硫酸亚铁等钝化剂钝化效果的长期稳定性偏弱。3.开发了一种利用便携式血糖仪测定重金属微生物毒性的方法,评价单一重金属和二元重金属的微生物毒性。优化试验结果表明,大肠杆菌对重金属的毒性更加敏感,30℃的培养温度和大肠杆菌菌浓度(OD₆₀₀)为2.3时,毒性评价效果最优。单一重金属毒性评价结果显示Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺和As³⁺的IC₅₀分别为10.3、12.9、24.3、160.3、2.8和6.9 mg·L^-1,对大肠杆菌的毒性强弱顺序为Hg²⁺>As³⁺>Cu²⁺>Zn²⁺>Cd²⁺>Pb²⁺,基于IC₅₀大小,Hg²⁺对大肠杆菌的毒性最强。在二元重金属的联合毒性评价中,Cu²⁺+Zn²⁺、Cu²⁺+Cd²⁺和Cu²⁺+Hg²⁺显示出协同作用,Cu²⁺+As³⁺和Cd²⁺+Zn²⁺显示出拮抗作用。4.利用重金属毒性评价方法分别评价模拟污泥（单一重金属污染）、实际污泥和钝化污泥的重金属毒性。结果表明,单一重金属（Cu、Zn）污染模拟污泥对大肠杆菌的毒性作用相对较弱。电镀厂、钢铁厂、生活小区和工业园污泥对大肠杆菌生长的抑制率分别为57.4%、35.6%、17.7%和48.3%,毒性强弱顺序为电镀厂污泥>工业园污泥>钢铁厂污泥>生活小区污泥。电镀厂污泥显示出最高的微生物毒性,所得结果与预测相同,也证明了这种重金属毒性评价方法可以很好的测定污泥重金属的微生物毒性。与对照组相比,钝化污泥对大肠杆菌生长的抑制作用有所降低,在一定程度上,随着钝化剂添加量的增加,钝化污泥对大肠杆菌生长的抑制作用越小。