城市污水处理过程中重金属形态分布及潜在迁移性研究

重金属是城市污泥农用的主要制约性因素之一，而重金属在污泥中的赋存形态对其潜在环境行为具有重要的影响。本文以我国两个典型城市污水厂为研究实例，系统研究了在污水处理过程中污水及污泥中重金属的化学形态分布规律，并对污泥中重金属的潜在迁移性和生物有效性进行了研究。得出的主要结论有： (1)城市污泥既具有较高的潜在农用价值，又具有一定的生物毒性。污水处理过程中，不同污泥的理化特性存在明显差异，最终处理污泥的特性主要受初沉池污泥特性的影响。 (2)城市污水生物处理对污水中的重金属具有较高的去除率，且去除率受污水中重金属含量及赋存形态、SS、BOD和COD浓度等因素的影响。 (3)城市污水处理过程对污水的理化特性和重金属的形态分别均会产生重要的影响，且随着污水处理的先后顺序表现出明显的规律性变化。 (4)污泥中重金属的稳定性随着污水处理过程的先后顺序而逐渐增强。Fe、Ni、Cr和Mo主要以残渣态存在；Cu、Pb主要以氧化态和残渣态存在；Mn和Zn在不同污泥中的形态分布不同。重金属的形态分布与金属的特性、污泥的组成及其特性有关，且污泥特性对其影响的方式及程度因金属的不同而不同。 (5)污泥中重金属的浸出、淋溶以及生物富集试验的结果表明，Zn、Mn和Ni具有较强的迁移性，而Pb、Cu和Fe则相对较稳定。重金属的潜在迁移性不仅受污泥特性及金属总量的影响，而且更主要受重金属自身特性和在污泥中的形态分布影响。 (6)污泥中的重金属释放后稳定性有所增强，且其在污泥中的化学形态会发生明显的规律性的再分布现象。 (7)小麦幼苗中重金属含量及对重金属的富集系数均与污泥中重金属的潜在迁移指数(PMI)之间呈显著正相关性，而与污泥中重金属的总量及各种形态含量之间无显著相关性，表明PMI比单纯的形态分析更直观有效地反映污泥中重金属的潜在迁移能力。