巢湖流域典型城镇污水处理厂污泥重金属形态分布及生态毒性分析

摘要

以巢湖流域的十三个典型城镇污水处理厂的剩余污泥为研究对象,研究了污泥中重金属(Pb、Cu、Cr、As、Cd、Ni和Zn)的总量和形态分布,并对其综合毒性进行了分析.结果显示:不同的污水处理厂污泥中同种重金属含量差别较大,ω(Pb),ω(Cu),ω(Cr),ω(As),ω(Cd),ω(Ni)和ω(Zn)(干基)分别为16.27～55.56mg/kg,50.29～310.60mg/kg、56.14～1205.33mg/kg、3.72～33.65mg/kg、0.81～2.19mg/kg、10.61～201.38mg/kg和227.99～3089.21mg/kg.每个污水处理厂污泥样品中重金属元素Pb、Cu、Cr、As、Cd、Ni和Zn的总量存在较大差异.采用Tessier连续提取法对各污水处理厂污泥中的Pb、Cu、Cr、As、Cd、Ni和Zn进行形态分析,结果表明各个污水厂污泥中Pb元素几乎全部以残渣态的形式存在,其生物有效性很小.其中Cu、Cr、As绝大部分以有机态、残渣态存在,在环境中生物有效性也很小,释放潜力也很小.Cd、Ni主要以铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态存在.Zn主要以可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态形式存在,具有相对较大释放潜力和生物有效性.生态毒性分析结果表明,所采集的污泥浸提液对小麦发芽具有一定程度的抑制效应,并且其发芽率和发芽指数与交换态重金属含量呈现显著或极显著相关.以上结果表明,环巢湖城市污泥土地利用之前需对重金属进行钝化和稳定化处理.