污泥中重金屬含量及變化趨勢

  我國污泥中重金屬含量變化范圍較大，數據較為離散，但總體而言高于美國和歐盟。尤其是部分地區由于污水處理系統尚不完善，存在工業污水與生活污水混合處理的情況。同時，由于我國不同區域地理氣候特點、工業布局、經濟發展水平各不相同，導致污水組成和污水處理系統設置差異明顯，并對污水污泥中重金屬含量產生影響。研究表明東南方地區的城市污泥中重金屬Zn、Cu、Cd、Cr、Ni含量均處于較高水平，這可能與該地區工業密集程度高及人類活動開發程度高有關。張麗麗等對近30年我國城市污水污泥中重金屬的年代變化規律進行了分析，發現污水污泥中重金屬Cd和Cu的含量隨年代逐漸下降，分別由20世紀80年代的2.35 mg/kg和428 mg/kg下降到近10年的1.14 mg/kg和278 mg/kg。對我國城市污泥中重金屬含量進行調研分析，三次調查結果對比表明，污泥中的重金屬(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)含量隨時間總體呈下降趨勢。隨著污水處理全過程監管水平的提升，污泥中重金屬含量還會進一步降低，同時有機質和N、P營養物質含量進一步升高，污泥堆肥土地利用的可行性不斷提高。

  雖然堆肥后土地利用已成為我國污泥處理的重要發展方向，但其中重金屬的環境風險仍是制約污泥堆肥土地利用的瓶頸問題。污泥堆肥土地利用后，重金屬可在降雨或灌溉水的淋濾作用下，由土壤-堆肥混合體浸出釋放到土壤水，進而被植物吸收，或隨土壤水遷移至地下水，產生環境風險。本課題組以重金屬向水環境的釋放特性研究為核心，針對我國典型土壤環境及污泥堆肥特性，通過系列動態浸出試驗、土壤環境模擬、田間試驗與地球化學模擬，分析污泥堆肥施用后，不同土壤環境下(土壤酸堿條件、有機物降解、氧化還原電位變化)重金屬的釋放與分配的規律及控制過程，揭示污泥堆肥多年周期性施用對重金屬釋放與分配的動態性、累積性影響，闡明污泥堆肥田間施用中重金屬的釋放與遷移規律，為污泥堆肥安全土地利用提供科學依據和指導。