我國(guó)城市污水處理廠污泥中重金屬分布特征及變化規(guī)律研究

陳翠怡

（東莞市南耀建筑設(shè)計(jì)有限公司 523000）

摘 要：最近幾年，我國(guó)工業(yè)化發(fā)展迅速，城市污水的排放量也越來(lái)越多，污水處理廠污泥產(chǎn)量也在不斷地增加。而城市污水處理廠污泥處置又存在著很大的不足，給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重污染，相對(duì)國(guó)外先進(jìn)的國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)對(duì)污水處理的重視度與之存在著相當(dāng)大的差距，在許多城市，污泥的處理方法就是將其露天擱置，其結(jié)果就是重金屬含量提高數(shù)倍。

關(guān)鍵詞：重金屬；污泥；污水處理廠

引言

根據(jù)網(wǎng)上以報(bào)刊和雜志顯示，我國(guó)城市污泥處理廠的污泥主要的重金屬的污染是銅、鉻、鉛、砷、鎘。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知，不同處理廠污泥中的重金屬的含量也是不同，因?yàn)槊總€(gè)處理廠的污水處理工藝不同。接下來(lái)本文將主要從兩個(gè)方面來(lái)討論污泥中的重金屬處理問(wèn)題，第一是分析我國(guó)城市污水處理廠污泥中的重金屬分部特征，第二是重金屬變化規(guī)律。

一、城市污水處理廠污泥中重金屬含量分布的特征

根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)能夠知道，印度環(huán)境組織對(duì)其做了關(guān)于污泥中重金屬的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)銅、鉻、鉛、砷、鎘的含量會(huì)隨著取樣的季節(jié)和取樣的時(shí)間不同而發(fā)生變化。相關(guān)研究在分別在冬天和秋天實(shí)施了采樣工作，發(fā)現(xiàn)鉻、銅、鋅的含量具有較大差異，在不同的地點(diǎn)進(jìn)行采樣，鉻、銅、鉛的含量差別也普遍更大，而鎘的含量很接近。隨后環(huán)境組織又對(duì)巴西的2個(gè)污水處理進(jìn)行污泥采樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鐵的含量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于銅，而銅又大于鋅、鋰以及鉻，而且已經(jīng)超過(guò)印度農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明鐵和鋅的含量之所以會(huì)這么高，是因?yàn)樵谔幚砦鬯畷r(shí)添加了較多消毒產(chǎn)品。污水處理工作者首先需要了解污泥的產(chǎn)生。在人們生產(chǎn)生活中會(huì)排放大量的污水，這時(shí)我們會(huì)將產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，得到的產(chǎn)物即為污泥。此時(shí)污泥中包含了很多雜質(zhì)，尤其是像銅、鉻、鉛、砷、鎘等這樣的重金屬污染物。相對(duì)于一些先進(jìn)的國(guó)家來(lái)說(shuō)，我們國(guó)家的污泥產(chǎn)量較大，同時(shí)對(duì)應(yīng)的處置率更低。污泥普遍都是采用露天放置的方式，污泥里面的重金屬會(huì)進(jìn)入到環(huán)境中來(lái)，從而導(dǎo)致人們過(guò)多的吸收重金屬，而影響人們身體健康。因此污泥重金屬的含量成為了人們共同關(guān)注的話題。

二、重金屬的變化規(guī)律

實(shí)驗(yàn)研究者將污水處理廠的施工工藝進(jìn)行了分析，就拿中國(guó)的污水處理廠來(lái)說(shuō)，普遍是將污水污泥與一些可以將其中雜質(zhì)進(jìn)行沉淀的物質(zhì)混合。簡(jiǎn)單舉例來(lái)說(shuō)，將粉煤灰、磷礦粉按不同的比例與污泥污水進(jìn)行調(diào)和。但根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果是，該方式并不能降低重金屬的總量，只能降低污泥中交換態(tài)的重金屬含量。

相關(guān)科學(xué)家對(duì)珠江三角洲的部分農(nóng)業(yè)用地進(jìn)行了重金屬含量研究，研究表明，城市污泥對(duì)農(nóng)業(yè)土壤的污染特別嚴(yán)重，同時(shí)也是導(dǎo)致珠江三角洲重金屬超標(biāo)的主要原因之一。近幾年政府對(duì)城市污泥農(nóng)用有所限制，但以前農(nóng)用污泥對(duì)土壤造成的影響卻還未消除。所以近幾年來(lái)，實(shí)驗(yàn)研究者對(duì)各個(gè)城市的污水處理廠脫水污泥進(jìn)行了相關(guān)重金屬質(zhì)量的測(cè)定工作，分析了重金屬分布特征。隨后本文將重點(diǎn)討論測(cè)定工作的實(shí)驗(yàn)方法、材料以及結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)采用的儀器有等離子質(zhì)譜儀、電子天平、100毫升的容量瓶、玻璃漏斗、定量濾紙、去離子水以及濃硝酸。第一項(xiàng)工作是污泥樣品的采集和處理。這里我們將分別取華北、東北以及華東三個(gè)區(qū)域城市的樣本，通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)步驟得到以下的結(jié)果。各重金屬在不同的污水處理廠污泥中所占比例也各不相同。最終根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鉛、砷、鎘的百分比的含量明顯高于銅、鉻百分比的含量，其中鉛、砷、鎘對(duì)應(yīng)含量依次遞減，但銅、鉻含量都是沒(méi)有規(guī)律的變化。[1]對(duì)于同一重金屬在不同污水處理廠的質(zhì)量分也是各不相同，例如在不同處理廠的鉻含量都有著較為明顯的區(qū)別。

隨后將重點(diǎn)針對(duì)影響污水處理廠污泥中重金屬含量的因素展開(kāi)分析，其中主要包括污水處理的工序、處理規(guī)模以及重金屬形態(tài)三方面內(nèi)容。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看城市污水處理廠進(jìn)水水源對(duì)污泥中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響較大。我們知道污水處理廠所處理的水是來(lái)自生活污水、工業(yè)污水以及降雨，而其中分布的主要重金屬包括銅、鉻、鉛、砷、鎘等幾種元素，可以知道的是排放這些重金屬的活動(dòng)主要是冶煉、采礦、電鍍、機(jī)械加工等。根據(jù)實(shí)際生活能夠知道，每個(gè)地區(qū)如果有上述相關(guān)產(chǎn)業(yè)，那么其對(duì)應(yīng)的銅、鉻、鉛、砷、鎘等重金屬排放則相對(duì)更高。針對(duì)部分主要是以食品業(yè)、餐飲業(yè)、服裝加工為主的企業(yè)而言，其附近污泥中重金屬含量相對(duì)較低。我們還可以得到以下結(jié)論，該研究可以看出不同重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)由高至低的順序基本一致，得到的結(jié)果就是進(jìn)水的水質(zhì)對(duì)重金屬分?jǐn)?shù)有一定的關(guān)聯(lián)，污泥中重金屬的含量與引進(jìn)處理廠中的水及其在施工工藝中的處理有著緊密關(guān)系。在處理廠引進(jìn)的水中，本身會(huì)因?yàn)槠渫饨缫蛩?，?dǎo)致重金屬的含量增加。[2]還有部分污水處理廠在處理過(guò)程中會(huì)添加的一些化學(xué)劑，這些化學(xué)劑與其中的元素發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致重金屬的含量不斷上升。

根據(jù)上述內(nèi)容可以得到污泥內(nèi)重金屬的總結(jié)：第一，污泥內(nèi)重金屬與進(jìn)水水質(zhì)有關(guān)；第二，污泥內(nèi)重金屬與處理工藝有關(guān)；第三，污泥內(nèi)重金屬與污水處理規(guī)模相關(guān)。為了規(guī)范污泥處置工作，我國(guó)制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)加以要求。隨后本文將重點(diǎn)介紹其中的相關(guān)規(guī)定，我國(guó)在將污泥作為農(nóng)業(yè)用土的時(shí)候，要求極為嚴(yán)格，因?yàn)檫@直接關(guān)系到人類的生活健康。我們可以與國(guó)外的一些國(guó)家做一下比較，其中歐盟對(duì)銅、砷、鎘、鉻鋅等重金屬的要求最為嚴(yán)格。

銅、砷含量較高的污泥不能用在含有酸性物質(zhì)的農(nóng)業(yè)土地中，但可以用于一些堿性土壤中的農(nóng)田、園林綠化以及土地改良內(nèi)。如此就能夠開(kāi)展混合填埋制造工作。綜上所述銅含量較高的污水處理廠污泥不能施加于酸性土壤進(jìn)行使用。除此之外，其他污水處理廠污泥中若對(duì)應(yīng)銅、鉻、鉛、砷、鎘含量沒(méi)有超過(guò)相關(guān)規(guī)定，就可以用來(lái)實(shí)施混合填埋與園林綠化等工作。污泥的重金屬含量雖然決定了污泥處理工藝，但卻不是唯一的因素，比如說(shuō)農(nóng)業(yè)用地中的糞大腸桿菌也是污染土壤的一個(gè)重要指標(biāo)。但本文研究只針對(duì)銅、鉻、鉛、砷、鎘等元素進(jìn)行了測(cè)定。

三、重金屬的改善措施

就重金屬改善而言，相關(guān)污泥處理廠需要加強(qiáng)各種技術(shù)，專心的做好本職工作，認(rèn)真檢測(cè)每道工序，將損失減少到最少。我們都知道我國(guó)重金屬污染包括工業(yè)三廢、化肥農(nóng)藥的過(guò)度使用以及汽車尾氣的排放，那么我們需要對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的改進(jìn)，工廠不僅需要加強(qiáng)對(duì)工藝的處理，完善各個(gè)環(huán)節(jié)避免造成更加嚴(yán)重的重金屬污染。同時(shí)相關(guān)企業(yè)與人類也應(yīng)該愛(ài)護(hù)環(huán)境，在使用污泥時(shí)，嚴(yán)格把控使用量，避免造成二次污染，而得不償失。另外我們還需要對(duì)長(zhǎng)期土壤重金屬污染的影響和污泥中重金屬的生物有效性展開(kāi)研究，全面監(jiān)測(cè)污泥土地利用中污染物的控制標(biāo)準(zhǔn)，確定污泥安全使用量，并為安全使用年限提供依據(jù)。[3]

結(jié)語(yǔ)

人類生產(chǎn)生活中會(huì)產(chǎn)生大量污水，由于重金屬對(duì)人身體的影響較大，所以必須加以防范。根據(jù)重金屬在污水里的總量及形態(tài)變化，污水物理廠可以進(jìn)行部分物理和化學(xué)處理方法將重金屬的污染減少到最低。同時(shí)各個(gè)產(chǎn)業(yè)也應(yīng)該掌控好各個(gè)環(huán)節(jié)，減少重金屬的污染，并進(jìn)一步加大污泥的利用標(biāo)準(zhǔn)，避免污泥的二次污染對(duì)環(huán)境以及人類生命健康造成威脅。如此也能夠?yàn)槿祟悇?chuàng)造一個(gè)更加幸福的家園。

參考文獻(xiàn)：

[1]張燦，陳虹，余憶玄，王立軍，韓建波，陶平. 我國(guó)沿海地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥重金屬污染狀況及其處置分析[J]. 環(huán)境科學(xué)，2013，04：1345-1350.

[2]涂劍成，趙慶良，楊倩倩. 東北地區(qū)城市污水處理廠污泥中重金屬的形態(tài)分布及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，03：689-695.

[3]白莉萍，齊洪濤，伏亞萍，李萍. 北京地區(qū)不同城鎮(zhèn)污水處理廠堆肥污泥的營(yíng)養(yǎng)含量和重金屬污染[J]. 環(huán)境科學(xué)，2014，12：4648-4654.