城市污泥土地利用的生态风险评价.docxVIP

城市污泥土地利用生态风险评价（胡雪丽城市污泥是指城市生活污水、工业废水处理过程中产生的固体废弃物。因人口快速增长和城市化, 不合理的污泥废弃物贮存对城市环境构成威胁, 并日益成为世界许多城市的主要环境问题[1]。城市污泥含有丰富的氮、磷、钾和有机质，土地利用前景广阔，有利于城市和农业的可持续发展。1 污泥中有害成分及回用对象分析城市污泥农用时，考虑的毒害物质主要是重金属和有毒有机化合物两类[2]。目前对重金属的相关研究较多，尽管目前已确定的各类优先有机毒害物在污泥中均有报道，但定量描述有机毒害物的测定方法和分析数据还很不成熟和全面。1.1 污泥中重金属的分析在废水处理过程中，废水中的重金属通过细菌吸收、细菌和矿物颗粒表面吸附，以及同一些无机盐(如磷酸盐、硫酸盐等)共沉淀等多种途径，使污水中50%-80%以上的重金属浓缩在产生的污泥中[3]，其含量约为干污泥的0. 5% ~ 2% , 某些情况下重量达4%[4]。重金属多为非降解型有毒物质，可沿食物链被生物吸收、富集(富集系数可达104以上)，最终造成人体积累和慢性中毒，使生态效应具有浓缩和累积作用。对1994-2001年相关研究结果的系统统计表明：Zn是我国城市污泥中平均含量最高的重金属元素，其次是Cu，再次是Cr，而毒性较大的元素Hg、Cd、As含量往往较低，通常在几个到十几个mg/kg范围内；70%统计样本的As含量在20mg/kg以内，而Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量则分别在2.8、250、417、5、75、130、1701mg/kg以内[5]。与2001年以前相比,，2006 年中国城市污泥中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等7种重金属的含量均呈显著下降的趋势[6]，其中Cu含量的下降幅度最大,为54. 9% ,其次为Cr和Pb的含量，下降幅度分别为49. 7%和44. 8%, Ni 和Cd 的含量分别下降了37. 2%和32. 3% , Zn和Hg含量的下降幅度较小,分别为27%和25% [7]。我国的城市污泥重金属含量普遍低于欧美等国家。以重金属的平均值进行比较，即使是含量最高的Zn（1450mg/kg），也低于瑞典城市污泥中Zn的含量，更远远低于英国和美国。容易超标的Zn、Cu、Cd和Pb的含量比英国低96%、131%、3500%、587%，比美国低52%、44%、8%、39%。 因此，发达国家所强调的城市污泥农用的重金属污染问题，在我国并不会像人们想象的那样可怕[5, 8]。生活污水污泥中Zn的含量最高, 其次为Cu, 而As和Cd含量较低；工业废水污泥中各重金属含量差异较大, 制革污泥的Cr含量超过15000 mg/kg[9]。重金属的生物可利用性及植物毒性不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布决定，相同总量的重金属形态分布不同，则其生物效应和环境效应差异较大[10]。污泥中As、Cr、Cu、Pb主要以可氧化态和残渣态存在; N i和Zn的酸溶态及可还原态的比例较高; Cd在不同污泥中的形态分布变化较大[9]。1.2 污泥中有机污染物的分析污泥中常含有一些有机污染物，如氯酚(CPs)、氯苯(CBs)、硝基苯(NBs)、多氯联苯(PCBs)、多氯代二苯并二恶英/吠喃(PCDD/Fs)、邻苯二甲酸醋(PEs)、多环芳烃(PAHs)和有机氯农药(OCPs)等[11, 12]。污泥农用常增加土壤中多环芳烃(PAHs)的浓度，考虑到对人类的危害，PAHs己被列为污泥中重要有机污染物的研究对象。PAHs是城市污泥中又一类常见的有机污染物，其中许多化合物是属于U.5.EPA的“优控污染物”[13]。PAHs产生于工业生产、燃煤、人类活动以及能源污染等，是一类对人体健康和生态系统威胁极大的污染物，其中一些多环芳烃如苯并花等具有很强的致癌性和诱变性，经过生物体的吸收、浓缩而产生的危害，可以通过食物链传递，危及人体的健康。国外早在20世纪80年代就对城市污泥中的PAHs进行了一些研究，结果表明，国外污泥中∑PAHS的含量通常为1-50mg/kg，主要在1-10mg/kg之间，少数高达50mg/kg以上，甚至350mg/mg[11, 14-16]。污泥农用后其中PCBs的去向和转化的结果说明了其对生物及人类有潜在危害[15]。污泥使用后，一部分污染物可进入食物链[15]，其中的PAHs可被土壤吸附[17]，在大多数植物器官中也可检测到PAHs，范围在1-100μg/kg，个别值高达1-10mg/kg及以上，有些研究者还检测到植物根系中高浓度的有机污染物[18]。国内对污泥中有机污染物的研究不多，且以调查为主。莫测辉等[12]应用GC/MS 对我国内地和香港地区共11 个城市污泥中的17 种多环芳烃化合物( PAHs) 进行了研究，各城市污