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伴随着我国城市化水平的不断提高,人们的日用水量也在不断增大,城市生活污水、工业废水排放也在呈指数式增长。污泥作为其副产品,排放量也在迅速增加。要妥善处理污泥问题,首先要分析测定其各种理化指标,而污泥中重金属的处理处置则是环境工程领域的一个重要方向。本实验首先对玮晖水务的污泥进行了理化指标分析,检测结果为:污泥的含水率83.2%,pH值7.8,污泥中有机质达到467g/kg,其中的N、P和K含量分别为9.2g/kg、4.13g/kg、10.6g/kg。结果表明,含水率和pH值两项指标均在全国统计范围内;有机质、N、P含量均高于农家肥含量,K含量与农家肥相近,说明污泥有较高的农用价值。采用H2O2-王水-HF微波消解体系对污泥中重金属总含量进行测定,对Ni、Hg、Cd、Pb、As、Zn、Cu、Fe、Ba、Mn、Cr等11种重金属进行提取。该方法能够在高温高压环境下实现重金属的充分消解。各种重金属总量和形态含量测定均采用ICP-AES法。分析结果为Fe含量15955mg/kg,是所测元素中含量最高的,Zn、Mn、Ba的含量均在1000mg/kg以上,Pb、As、Cu、Ni、Cr含量较低,在100mg/kg及以下,而Cd的含量在检出范围以下。污泥中Pb、Zn、As、Cd、Cr、Cu、Ni等重金属含量均低于农用泥质标准(CJ/T309-2009)限值。采用修正的BCR提取法对重金属的形态进行提取分离。该污泥中Zn和Mn表现出较强的可迁移性,90%以上是以水溶态、酸溶态、可还原态和可氧化态四态存在的,在雨水和地表径流作用下会随之迁移;Pb、Cu、Ni的潜在迁移性比较强,当自然环境条件改变,如pH值发生较大变化时会随环境迁移;Fe、As、Ba、Cr残渣态含量超过70%,多以稳定形态存在,在自然条件下并不具有较强的迁移性。Mn生物有效态测定值是85.25%,容易被植物和微生物利用,生物有效性极强;Zn生物有效态和潜在有效态都较高,外界条件改变时,也会表现出很强的生物有效性;Fe、Pb、As、Ba、Cr不可利用态达到50%以上,一般不会被生物利用。对污泥中重金属的生态风险进行了评价。单项污染指数法对Pb、As、Cr、Ni评估结果为安全等级,不会对环境产生危害;Cu,Mn,Zn污染水平分别为轻度危害,中度污染和严重危害;内梅罗污染指数(P)和地累积指数法(Igeo)对污泥的评估结果均为重度污染,这三种方法以重金属含量为主要考虑条件,不能全面反应实际情况;潜在生态风险指数法引入毒性系数进行计算,更加科学合理,评估结果为低危害水平。从手-口摄食和皮肤接触两种暴露途径考察了环境健康风险大小,分别评估了污泥重金属对成人和儿童的健康影响。儿童和成人的主要暴露方式都是手-口摄食。成人和儿童的非致癌风险计算结果为3.43E-02、9.36E-02,远小于警戒值“1”,不会对成人和儿童产生非致癌威胁;致癌风险分别为5.29E-05、2.48E-04,其值在儿童的致癌危险范围1E-041E-06以上,可能会对儿童有潜在致癌危害。分别采用粉煤灰、硅藻土、Na3PO4和Na2S四种药剂对重金属进行稳定化实验,采用浸出毒性评价其稳定化效果。实验结果表明,硅藻土对Pb、Zn、Cu、Ni、Cr 5种离子的稳定几乎没有效果;粉煤灰对5种重金属离子都有一定的去除效果;Na2S投加量为3g时,Zn、Cu、Ni去除率分别为96.6%、89.7%和82.3%,而对Pb和Cr的效果相对较弱;Na3PO4投加量为3g时,Pb、Zn、Cr去除率分别为94.6%、83.9%和78.3%,Ni和Cu较差;复合投加药剂时,粉煤灰和磷酸钠等量混合物与污泥质量比为1:10时,5种重金属离子去除率均达到65%以上。稳定剂对重金属的形态改变也有影响,5种离子的形态百分比均有不同变化,Ni、Pb、Cr向稳定形态转化,而Zn和Cu的形态改变较小。