北京市城市污水中主要污染物分布調查分析_膠體組分
導(dao)讀::未經恰當處理處置(zhi)的污泥進入環境(jing)后。北京市(shi)污泥產量(liang)達103.5萬(wan)t(含(han)水率(lv)80%)。值。有機質、氮、磷、鉀的含(han)量(liang)有差異。
關鍵(jian)詞:污泥,含水率,pH值,有機(ji)質,重金屬含量(liang)[1]
城(cheng)市化進(jin)程的加快,城(cheng)市污(wu)水(shui)處理(li)率正在快速提高,城(cheng)市污(wu)水(shui)處理(li)廠的污(wu)泥產(chan)量隨之急劇增(zeng)加[1-4]。未經恰當處理(li)處置的污(wu)泥進(jin)入環(huan)(huan)境(jing)后(hou),直接(jie)對土壤、水(shui)體、大氣產(chan)生二次污(wu)染,對生態(tai)環(huan)(huan)境(jing)和人(ren)類活(huo)動構成威脅(xie)[5-7]。由于污(wu)泥中有機(ji)物、營養元(yuan)素含(han)量比較高,尤其是氮、磷、鉀等,如(ru)何處理(li)利用(yong)是生態(tai)環(huan)(huan)境(jing)學科的一(yi)個重要課(ke)題。
據統(tong)計,2008年(nian)(nian)(nian),北(bei)京(jing)市年(nian)(nian)(nian)污(wu)水(shui)排放量(liang)為13.4億m3pH值,污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)率(lv)(lv)達78%,年(nian)(nian)(nian)污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)量(liang)為10.5億m3。其中,城(cheng)區年(nian)(nian)(nian)污(wu)水(shui)排放量(liang)9億m3,污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)率(lv)(lv)達93%,年(nian)(nian)(nian)污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)量(liang)為8.4億m3;郊區年(nian)(nian)(nian)污(wu)水(shui)排放量(liang)4.4億m3,污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)率(lv)(lv)48%,年(nian)(nian)(nian)污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)量(liang)為2.1億m3。根據《北(bei)京(jing)城(cheng)市總體規(gui)劃(hua)(2004年(nian)(nian)(nian)-2020年(nian)(nian)(nian))》,預計 2020年(nian)(nian)(nian),北(bei)京(jing)市年(nian)(nian)(nian)污(wu)水(shui)排放量(liang)18億m3,污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)率(lv)(lv)達90%,年(nian)(nian)(nian)污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)量(liang)16.2億m3。
隨著北(bei)京(jing)市(shi)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)設施的增加(jia)、處(chu)理(li)率(lv)的提高和處(chu)理(li)程(cheng)度的深化(hua),污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的污(wu)泥(ni)(ni)產量(liang)急劇(ju)增加(jia)。2008年(nian)(nian),北(bei)京(jing)市(shi)污(wu)泥(ni)(ni)產量(liang)達103.5萬t(含(han)水(shui)(shui)率(lv)80%),其(qi)中(zhong),城(cheng)區86.6萬t,郊區16.9萬t。根據《北(bei)京(jing)城(cheng)市(shi)總(zong)體規化(hua)(2004年(nian)(nian)-2020年(nian)(nian))》,預計2020年(nian)(nian),北(bei)京(jing)市(shi)全(quan)年(nian)(nian)污(wu)泥(ni)(ni)產量(liang)將達200萬t(含(han)水(shui)(shui)率(lv)80%)。
由(you)于污泥中(zhong)含(han)有大量(liang)的有機物、營(ying)養元素等pH值,因此(ci)污泥的資(zi)源化(hua)利用受到人們的關注,如污泥農業利用、土地利用、建筑(zhu)利用和園林(lin)綠化(hua)利用等[8-12]。為此(ci),分析污泥的性(xing)質(zhi)是科學合理(li)地進行污泥處(chu)置與資(zi)源化(hua)的前提條件。
1 材料與方法
對(dui)(dui)北京市的(de)污(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)進(jin)行調查研(yan)究(jiu),考察(cha)各污(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)的(de)基本(ben)運行情況。以黃村、房山(shan)城關、良鄉、門頭(tou)溝、延(yan)慶夏都、昌平(ping)(ping)、密云、平(ping)(ping)谷、懷柔、順(shun)義李橋(qiao)、亦莊等(deng)(deng)11家污(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)的(de)生污(wu)泥作為樣(yang)品,分別對(dui)(dui)含水率(lv)、pH值(zhi)、有機質等(deng)(deng)養分和重金屬(shu)含量等(deng)(deng)理(li)化性質進(jin)行化驗(yan)測(ce)定分析。
土壤理化分析按(an)GB/T 15618-1995《土壤環境質(zhi)量標(biao)準(Environmental quality standard for soils)》規(gui)定(ding)執(zhi)行(xing)。其中pH用(yong)GB/T 6920-1986方法pH測(ce)試(shi)儀(yi)測(ce)定(ding),全氮用(yong)NY/T 53-1987測(ce)定(ding),全磷用(yong)NY/T 88-1988測(ce)定(ding),全鉀用(yong)GB 9836-1988測(ce)定(ding),重金屬用(yong)GB 15618-1995測(ce)定(ding)。
2 結果與分析
2.1 pH值
pH值對污(wu)泥(ni)處理(li)來說是十分(fen)重(zhong)要的條件。一(yi)般認為,發酵在(zai)(zai)pH6-9范圍(wei)內進行,且最佳(jia)pH值在(zai)(zai)8左右(you)。研(yan)究表明[13],國內污(wu)水處理(li)廠(chang)的污(wu)泥(ni)pH值均在(zai)(zai)6~9之間,總(zong)堿度(du)為16~26mg/L左右(you)。
pH對重金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)有(you)著非常(chang)重要的(de)(de)作用。重金(jin)(jin)屬(shu)各(ge)種狀態(tai)的(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)對環境條件(主要是(shi)pH值(zhi)(zhi)、離(li)子(zi)強度(du))變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)敏(min)感程(cheng)度(du)順序(xu)為吸附及(ji)離(li)子(zi)可(ke)(ke)交換(huan)態(tai)>氫氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)>碳(tan)(tan)酸鹽(yan)結(jie)合態(tai)>硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)及(ji)有(you)機(ji)結(jie)合態(tai)。雖(sui)然重金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)碳(tan)(tan)酸鹽(yan)態(tai)、氫氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)絡(luo)(luo)合態(tai)的(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)常(chang)數(shu)比有(you)機(ji)絡(luo)(luo)合物(wu)的(de)(de)大,但(dan)由于易(yi)受pH值(zhi)(zhi)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)影(ying)響,因(yin)此其穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)反而(er)(er)不如有(you)機(ji)絡(luo)(luo)合物(wu),而(er)(er)重金(jin)(jin)屬(shu)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)不論(lun)從其穩(wen)(wen)(wen)定(ding)常(chang)數(shu),還(huan)是(shi)從其對pH值(zhi)(zhi)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)敏(min)感程(cheng)度(du)看,都具有(you)較(jiao)強的(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)。正是(shi)基于這(zhe)一特(te)性(xing)(xing)(xing)pH值(zhi)(zhi),目(mu)前在穩(wen)(wen)(wen)定(ding)污(wu)泥(ni)重金(jin)(jin)屬(shu)危害性(xing)(xing)(xing)方(fang)面,也可(ke)(ke)將(jiang)污(wu)泥(ni)中一些穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)易(yi)受pH值(zhi)(zhi)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)影(ying)響的(de)(de)重金(jin)(jin)屬(shu)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)轉化(hua)(hua)(hua)為穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)較(jiao)好的(de)(de)受pH值(zhi)(zhi)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)影(ying)響小(xiao)的(de)(de)重金(jin)(jin)屬(shu)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu),以提高污(wu)泥(ni)農用的(de)(de)安(an)全可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)(xing)(xing)。
本(ben)研究采集污(wu)泥的pH值(zhi)在6.71~7.51(表1),在土地(di)利(li)用(yong)(農用(yong)、園林綠化、土地(di)改良等)中施(shi)用(yong),不會對土壤(rang)的酸堿度造(zao)成大的影響。但是污(wu)泥含水量較高(平均為82.73%),不宜(yi)直接施(shi)用(yong)。
表1 北京(jing)市污(wu)水處理廠(chang)污(wu)泥營(ying)養(yang)成分g/Kg
Table 1 Nutrient content of thesewage in wastewater treatment plant in Beijingg/Kg
污水廠名稱 |
pH |
含水量 (%) |
總氮 |
總磷 |
總鉀 |
有機質 |
有機物 |
全鹽量 |
Name of wastewater treatment plant |
pH value |
Moisture rate |
Total N |
Total P |
Total K |
Organic matter |
|
|
黃村 Huangcun |
7.38 |
79.49 |
51.7 |
37.2 |
7.2 |
561.0 |
600.7 |
21.7 |
房山城關 Fangshan Chengguan |
7.51 |
72.46 |
28.7 |
23.1 |
8.6 |
313.5 |
379.4 |
9.0 |
良鄉 Liangxiang |
7.33 |
83.94 |
42.8 |
54.4 |
6.3 |
441.2 |
510.3 |
14.1 |
門頭溝 Mentougou |
6.97 |
84.03 |
53.0 |
54.3 |
8.0 |
565.7 |
628.4 |
19.4 |
延慶夏都 Yanqing Xiadu |
7.07 |
85.73 |
39.5 |
32.1 |
9.0 |
434.9 |
497.1 |
15.3 |
昌平 Changping |
6.71 |
84.05 |
56.6 |
49.1 |
9.3 |
667.6 |
704.9 |
26.8 |
密云 Miyun |
7.13 |
83.73 |
45.3 |
41.4 |
5.3 |
601.8 |
611.3 |
20.6 |
平谷 Pinggu |
7.03 |
84.95 |
53.1 |
55.9 |
8.9 |
537.7 |
633.6 |
34.0 |
懷柔 Huairou |
6.92 |
80.72 |
39.3 |
45.4 |
11.2 |
475.8 |
511.7 |
12.2 |
順義李橋 Shunyi Liqiao |
7.44 |
83.83 |
42.1 |
46.0 |
9.7 |
470.7 |
504.8 |
12.0 |
亦莊 Yizhuang |
7.01 |
87.13 |
55.2 |
61.3 |
8.1 |
534.0 |
632.2 |
17.8 |
平均 Average |
7.14 |
82.73 |
46.12 |
45.47 |
8.33 |
509.45 |
564.95 |
18.45 |
注:數(shu)據來源于北京市水(shui)利(li)科學研究所(suo)水(shui)生(sheng)態(tai)中(zhong)心
2.2 養分含量
城(cheng)市污(wu)(wu)泥中含(han)有豐富(fu)的(de)(de)氮(dan)、磷(lin)和鉀等(deng)營(ying)養(yang)(yang)(yang)元素(su)(su),維持植物正常生長的(de)(de)多(duo)種(zhong)微量(liang)元素(su)(su)B和Mo等(deng)以及(ji)(ji)改良土(tu)鑲結構(gou)的(de)(de)有機(ji)(ji)質及(ji)(ji)腐殖(zhi)質,提高(gao)(gao)(gao)土(tu)雄的(de)(de)保水(shui)性(xing)(xing)能和保肥(fei)(fei)能力[14]。一(yi)(yi)般(ban)(ban)來(lai)說,在沒有其它限(xian)制因(yin)素(su)(su)時,養(yang)(yang)(yang)分(fen)濃度越高(gao)(gao)(gao),農(nong)業利用價(jia)值(zhi)越大。總(zong)體上講,城(cheng)市污(wu)(wu)泥是一(yi)(yi)種(zhong)富(fu)含(han)有機(ji)(ji)質、高(gao)(gao)(gao)氮(dan)、高(gao)(gao)(gao)磷(lin)而低鉀的(de)(de)有機(ji)(ji)肥(fei)(fei),pH為(wei)(wei)(wei)中性(xing)(xing)或偏酸性(xing)(xing),其養(yang)(yang)(yang)分(fen)含(han)量(liang)高(gao)(gao)(gao)于一(yi)(yi)般(ban)(ban)禽畜糞(fen)便,礦(kuang)化速度也比農(nong)家肥(fei)(fei)迅速[15]。北京(jing)市污(wu)(wu)水(shui)處理(li)廠(chang)污(wu)(wu)泥營(ying)養(yang)(yang)(yang)成分(fen)含(han)量(liang)(表1)中,11個污(wu)(wu)水(shui)處理(li)廠(chang)的(de)(de)污(wu)(wu)泥因(yin)其來(lai)源及(ji)(ji)污(wu)(wu)水(shui)、污(wu)(wu)泥處理(li)工藝不同,有機(ji)(ji)質、氮(dan)、磷(lin)、鉀的(de)(de)含(han)量(liang)有差異,但總(zong)體上污(wu)(wu)泥是一(yi)(yi)種(zhong)富(fu)含(han)有機(ji)(ji)質(平均(jun)為(wei)(wei)(wei)509.45 g/kg)、高(gao)(gao)(gao)氮(dan)(平均(jun)為(wei)(wei)(wei)46.12 g/kg)、高(gao)(gao)(gao)磷(lin)(平均(jun)為(wei)(wei)(wei)45.47 g/kg)、低鉀(平均(jun)為(wei)(wei)(wei)8.33 g/kg)的(de)(de)有機(ji)(ji)肥(fei)(fei)pH值(zhi),呈(cheng)現出(chu):“三(san)高(gao)(gao)(gao)一(yi)(yi)低”的(de)(de)狀況(kuang)的(de)(de)格式。
李艷霞[16]等(deng)對我國(guo)(guo)16個城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)29個污(wu)水處理廠城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)污(wu)泥養(yang)分(fen)的統計分(fen)析并與美(mei)國(guo)(guo)的城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)污(wu)泥中養(yang)分(fen)進(jin)行比較,與國(guo)(guo)外污(wu)水污(wu)泥相比,我國(guo)(guo)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)污(wu)泥含(han)有豐富的氮(dan)和磷等(deng)養(yang)分(fen),且平均值均高于美(mei)國(guo)(guo)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)污(wu)泥,尤其(qi)是磷和氮(dan)含(han)量普遍較高。
與中國傳統(tong)的(de)農(nong)家肥(fei)——豬(zhu)糞(fen)(fen)(fen)、牛(niu)糞(fen)(fen)(fen)、雞糞(fen)(fen)(fen)相(xiang)比(表(biao)2),北京(jing)市(shi)污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠污(wu)泥(ni)總(zong)(zong)氮(dan)和(he)(he)總(zong)(zong)磷的(de)含量比純豬(zhu)糞(fen)(fen)(fen)高120.6%和(he)(he)407.4%,比牛(niu)糞(fen)(fen)(fen)高176.1%和(he)(he)957.4%,比雞糞(fen)(fen)(fen)高97%和(he)(he)3.89%;北京(jing)市(shi)污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠污(wu)泥(ni)中鉀(jia)的(de)含量較低,相(xiang)比純豬(zhu)糞(fen)(fen)(fen)、牛(niu)糞(fen)(fen)(fen)和(he)(he)雞糞(fen)(fen)(fen)低34.4%、14%和(he)(he)93.2%。因此,城市(shi)污(wu)泥(ni)作為肥(fei)料提供氮(dan)和(he)(he)磷可以優(you)于豬(zhu)糞(fen)(fen)(fen)及豬(zhu)廄(jiu)肥(fei),但全鉀(jia)含量偏低,施(shi)用城市(shi)污(wu)泥(ni)時應補充(chong)鉀(jia)肥(fei)。
土(tu)(tu)壤有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)在(zai)土(tu)(tu)壤肥力(li)中有(you)(you)(you)其他元素不(bu)可代(dai)替的(de)作用,常以它(ta)作為(wei)土(tu)(tu)壤肥力(li)高(gao)低的(de)指標;一般認為(wei)≥1.7%為(wei)高(gao)肥力(li),≤1.2%為(wei)低肥力(li)[17]。城市(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)經堆肥后會形成大量(liang)腐殖質(zhi)和許多己被植物(wu)吸收狀態的(de)營(ying)養(yang)物(wu)質(zhi),可以能夠改善(shan)土(tu)(tu)壤結構(gou),增加(jia)土(tu)(tu)壤肥力(li),促進(jin)(jin)作物(wu)生(sheng)長。李艷霞(xia)等(deng)[16]對我(wo)國16個城市(shi)29個污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理廠城市(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)養(yang)分的(de)統(tong)計分析并(bing)與美國的(de)城市(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中養(yang)分進(jin)(jin)行比較(jiao),我(wo)國污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)含(han)(han)量(liang)(384g/kg)較(jiao)美國(534g/kg)低。但是(shi)pH值,北京(jing)市(shi)污(wu)(wu)(wu)水廠污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)含(han)(han)量(liang)(509.45g/kg)與美國(534g/kg)接(jie)近。另外,北京(jing)市(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中的(de)有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)含(han)(han)量(liang)(509.15g/kg)與傳統(tong)農家肥相比,相當于純(chun)豬(zhu)糞有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)平均含(han)(han)量(liang)的(de)71.3%;相當于牛糞有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)平均含(han)(han)量(liang)的(de)80.3%;相當于雞糞有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)平均含(han)(han)量(liang)的(de)97.9%。
表2 傳統農家肥(fei)的有機質(zhi)含量及(ji)養(yang)分(fen)含量 g/Kg
Table 2 Organic matter and nutrientsconcentrations in traditional farm manure g/Kg
項目 |
總氮TN |
總(zong)磷TP |
總鉀TK |
有機質Organic matter |
城市(shi)污泥 |
46.12 |
45.47 |
8.33 |
509.45 |
豬(zhu)糞(fen)平均值[18] |
20.9 |
8.96 |
11.2 |
714 |
牛糞[18] |
16.7 |
4.30 |
9.50 |
634 |
雞糞[18] |
23.4 |
9.29 |
16.1 |
520 |
2.3 重金屬(shu)含(han)量
在(zai)污(wu)(wu)(wu)(wu)水處理過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong),污(wu)(wu)(wu)(wu)水中(zhong)(zhong)(zhong)50%~80%以上的(de)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)通(tong)過(guo)(guo)細菌吸收、細菌和(he)(he)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)顆粒(li)表面吸附,以及(ji)無機(ji)鹽(磷酸鹽、硫酸鹽)共沉(chen)淀(dian)等多種(zhong)途徑濃縮到(dao)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)[19]。而污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)種(zhong)類(lei)和(he)(he)數量(liang)也因(yin)城市生(sheng)活(huo)、生(sheng)產(chan)(chan)特點的(de)不同(tong)而異。城市污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)主要(yao)含有(you)Cu、Zn、Cd、Ni、Cr、Pb、Hg和(he)(he)As等有(you)害(hai)(hai)有(you)毒(du)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)。研究發現,污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)85%~95%附著于(yu)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)團(細菌碎屑)上,5%~15%存在(zai)于(yu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)顆粒(li)和(he)(he)有(you)機(ji)碎屑顆粒(li)物(wu)(wu)(wu)上,很(hen)少一部分存在(zai)于(yu)可溶態和(he)(he)膠狀的(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)質上[19,20]。重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)有(you)劑量(liang)小、危害(hai)(hai)大、易富集等的(de)特點,一直(zhi)是限制污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)農業利用的(de)最主要(yao)的(de)因(yin)素[21,22]。因(yin)此,污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)潛(qian)在(zai)的(de)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(Cu、Cd、Pb、Ni和(he)(he)Zn)得到(dao)了(le)(le)廣泛的(de)關注。即(ji)使是植(zhi)物(wu)(wu)(wu)必須的(de)微量(liang)元素,Cu和(he)(he)Zn等,其在(zai)土壤中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)含量(liang)超過(guo)(guo)了(le)(le)一定濃度,也會(hui)對植(zhi)物(wu)(wu)(wu)產(chan)(chan)生(sheng)毒(du)害(hai)(hai)作用。
陳同斌(bin)等[23]對國(guo)內(nei)(1994-2001年)報道(dao)的城市(shi)(shi)(shi)污(wu)泥(ni)重金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的資(zi)料進行(xing)統計分析表(biao)明,我國(guo)城市(shi)(shi)(shi)污(wu)的Ni、Pb、Cr、Cu和Zn含(han)(han)(han)量(liang)變化幅度(du)很大(da),極(ji)差最(zui)高達幾千個(ge)mg/kg。城市(shi)(shi)(shi)污(wu)泥(ni)中(zhong)的各種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)含(han)(han)(han)量(liang),Zn含(han)(han)(han)量(liang)普遍較高,這可能(neng)是因為我國(guo)城市(shi)(shi)(shi)大(da)量(liang)使用鍍(du)鋅管(guan)道(dao),導(dao)致城市(shi)(shi)(shi)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)Zn含(han)(han)(han)量(liang)較高的緣故。其次是CupH值,再次是Ni和Pb。而Cd、Hg、As含(han)(han)(han)量(liang)除極(ji)個(ge)別污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠外,通常含(han)(han)(han)量(liang)低,在幾個(ge)到幾十(shi)個(ge)mg/kg范圍內(nei)的格式(shi)。不(bu)同污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠重金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的含(han)(han)(han)量(liang)差別較大(da),可能(neng)與污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)來源、污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)及處(chu)理(li)工藝(yi)有關。
北京(jing)市污(wu)(wu)(wu)水處理廠污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)(zhong)含有Pb、Cr、Cd、Cu、Zn、Ni、As、Hg等(deng)重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu),見表3。北京(jing)市不同(tong)地區(qu)的污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)含量差異較(jiao)大,但污(wu)(wu)(wu)水廠污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)含量均未(wei)超出我國農用(yong)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)控制(zhi)標(biao)準,只有個別區(qu)縣的污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)含量稍微(wei)超標(biao)。總體來(lai)說,北京(jing)市污(wu)(wu)(wu)水污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)含量不高,遠低于美國、加拿大、歐盟等(deng)國農用(yong)標(biao)準中(zhong)(zhong)的重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)限值(zhi)(見表4)。
從(cong)表(biao)4中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看出,北京市污水(shui)處(chu)(chu)理(li)廠(chang)污泥重金屬含(han)量平(ping)均(jun)值均(jun)不超(chao)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao),即使容易超(chao)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)的Zn、Cu、Cd和Pb平(ping)均(jun)含(han)量與歐(ou)美標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)相比(bi),也不超(chao)過(guo)(guo)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。從(cong)表(biao)3中(zhong)(zhong)發(fa)現,Cu含(han)量(2401.11mg/kg,懷柔污水(shui)處(chu)(chu)理(li)廠(chang))超(chao)過(guo)(guo)中(zhong)(zhong)國標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)60%,超(chao)過(guo)(guo)歐(ou)盟、德國、法國標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)37.2%、140.1%、200.1%;Ni含(han)量(326.96mg/kg,密云污水(shui)處(chu)(chu)理(li)廠(chang))超(chao)過(guo)(guo)中(zhong)(zhong)國標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)63.4%,也超(chao)過(guo)(guo)德國、法國標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)63.4%;As含(han)量(111.39mg/kg,亦莊(zhuang)開發(fa)區污水(shui)處(chu)(chu)理(li)廠(chang))超(chao)過(guo)(guo)中(zhong)(zhong)國標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)值48.5%pH值,也超(chao)過(guo)(guo)美國標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)48.5%。
表3北京市污水處理廠污泥重(zhong)金(jin)屬mg/Kg
Table 3 Heavy metal contentof the sewage in wastewater treatment plant in Beijing mg/kg
污水處理廠名稱 Name of wastewater treatment plant |
鉛 |
鎘 |
鉻 |
銅 |
鋅 |
鎳 |
砷 |
汞 |
Pb |
Cd |
Cr |
Cu |
Zn |
Ni |
As |
Hg |
|
黃村 Huangcun |
34.32 |
2.79 |
48.00 |
131.89 |
1136.00 |
18.60 |
10.84 |
4.58 |
房山城關 Fangshan Chengguan |
49.53 |
0.21 |
338.50 |
98.05 |
518.25 |
47.40 |
20.34 |
2.51 |
良鄉 Liangxiang |
42.37 |
0.43 |
64.12 |
113.19 |
1232.56 |
28.33 |
16.50 |
4.89 |
門頭溝 Mentougou |
42.01 |
0.46 |
42.14 |
77.01 |
625.67 |
23.00 |
18.24 |
9.03 |
延慶夏都 Yanqing Xiadu |
37.37 |
0.33 |
46.72 |
75.79 |
338.46 |
23.46 |
16.74 |
5.63 |
昌平 Changping |
63.68 |
2.09 |
55.87 |
157.44 |
727.89 |
80.99 |
16.02 |
5.99 |
密云 Miyun |
43.96 |
0.30 |
285.80 |
214.11 |
716.33 |
326.96 |
14.50 |
4.44 |
平谷 Pinggu |
41.69 |
0.32 |
55.99 |
112.94 |
501.78 |
44.62 |
15.38 |
3.04 |
懷柔 Huairou |
65.11 |
0.37 |
200.56 |
2401.11 |
857.11 |
133.00 |
17.39 |
3.62 |
順義李橋 Shunyi Liqiao |
27.86 |
0.43 |
97.94 |
233.89 |
590.00 |
62.00 |
12.35 |
2.57 |
亦莊 Yizhuang |
40.27 |
0.29 |
66.41 |
702.70 |
930.29 |
77.63 |
111.39 |
12.74 |
平均 |
44.38 |
0.73 |
118.37 |
392.56 |
743.12 |
78.73 |
24.52 |
5.37 |
表4 歐美及中(zhong)國的(de)城市污泥土(tu)地(di)利(li)用(yong)重金屬控制(zhi)標準
Table 4 The heavy metal limits for landapplication of Europe and USA and China
|
重金屬,mg/Kg |
|||||||
鉛 |
鎘 |
鉻 |
銅 |
鋅 |
鎳 |
砷 |
汞 |
|
Pb |
Cd |
Cr |
Cu |
Zn |
Ni |
As |
Hg |
|
歐盟標準(1) |
1200 |
40 |
1000 |
1750 |
4000 |
400 |
25 |
|
德國標準 |
800 |
15 |
1000 |
1000 |
3000 |
200 |
10 |
|
法國標準 |
900 |
10 |
900 |
800 |
2500 |
200 |
8 |
|
美國標準(2) |
840 |
85 |
3000 |
4300 |
7500 |
420 |
75 |
57 |
中國標準 |
||||||||
農用標準(3)Soil pH≥6.5 |
1000 |
20 |
1000 |
1500 |
3000 |
200 |
75 |
15 |
園林標準(4)Soil pH≥6.5 |
1000 |
20 |
1000 |
1500 |
4000 |
200 |
75 |
15 |
土地改良(5)Soil pH≥6.5 |
1000 |
20 |
1000 |
1500 |
4000 |
200 |
75 |
15 |
混合填埋(6) |
1000 |
20 |
1000 |
1500 |
4000 |
200 |
75 |
25 |
北京市污水廠污泥重金屬平均含量 |
44.38 |
0.73 |
118.37 |
392.56 |
743.12 |
78.73 |
24.52 |
5.37 |
注:(1) 歐盟官方網站2002年數(shu)據,//europa.eu.int (2) USEPA,2002《美國(guo)城市污泥土地利用重(zhong)金屬(shu)控制標(biao)準》(最高濃(nong)度控制標(biao)準) (3) GB/T 18918-2002《城鎮污(wu)水處理廠(chang)污(wu)染物排放標準(zhun)》 (4) GB/T 23486-2009《城鎮污(wu)水處理廠污(wu)泥(ni)處置 園(yuan)林綠化用(yong)泥(ni)質》 (5) GB/T 24600-2009《城鎮污水處理廠污泥(ni)處置 土(tu)地改良用(yong)泥(ni)質》 (7) GB/T 23485-2009《城鎮(zhen)污水處理廠污泥處置(zhi) 混合填(tian)埋用(yong)泥質》 |
3 結論
由(you)于污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠的(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)水(shui)源(yuan)不(bu)同、處(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(yi)不(bu)同,生產的(de)污(wu)泥中養分(fen)和重金(jin)屬(shu)含(han)量各不(bu)相同,可(ke)資源(yuan)化(hua)(hua)利用(yong)(yong)的(de)價值也不(bu)相同。用(yong)(yong)做(zuo)農(nong)用(yong)(yong)、園(yuan)林綠化(hua)(hua)、土地改良等介質土的(de)污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠污(wu)泥,含(han)有足夠(gou)的(de)有益成分(fen),N、P、有機(ji)質含(han)量較高,對土壤能起到改良作用(yong)(yong),促進植物生長。
以上分析也(ye)表明,北京市城市污泥(ni)(ni)的(de)(de)重金屬含量普遍(bian)低于歐美(mei)國家標準,也(ye)低于中(zhong)國國家標準,而且還將呈現逐漸下降的(de)(de)趨勢[23]。因此,城市污泥(ni)(ni)在進行(xing)土地利用時(shi)重金屬環境(jing)風(feng)險(xian)并不(bu)像人們想像的(de)(de)那樣嚴重,近年(nian)來(lai)的(de)(de)相(xiang)關研究(jiu)也(ye)證(zheng)明[25,26]:合(he)理進行(xing)城市污泥(ni)(ni)土地利用并不(bu)會造成土壤和農(nong)產品的(de)(de)重金屬污染問題。
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