小编说
调研了我国重点流域座典型污水处理厂污泥的重金属含量，并分析了重金属的可能来源。结果表明，污泥中不同重金属按照含量平均值大小排序依次为：总锌＞总铜＞总铬＞总镍＞总铅＞总砷＞总镉＞总汞，其中总铬、总镍、总锌、总铜含量超过各项泥质标准限值的频率较高，总镉和总汞超过农用（A级）和土地改良/园林绿化（酸性土壤）标准限值的频率较高，总砷超标频率相对较低，所有样品中铅含量均满足标准要求。采矿、冶金和电镀行业是含重金属废水的主要来源，染料、制革、催化剂、电池、农药、机械加工等行业也会产生含重金属废水；此外，由工业废酸和废弃金属制备的混凝剂在工业废水预处理以及污泥脱水中应用较为普遍，是污泥中重金属的重要来源之一。
0引言
随着我国污水处理设施建设的快速发展，污泥产生量日益增加，年我国城镇污泥产量已达到万t（以含水率80％计），污泥处理处置所面临的问题越来越严峻。重金属是制约污泥土地利用、建材利用的关键因素，污泥中重金属含量与工业企业的废水排放密切相关，在污水处理过程中70%～90%的重金属元素通过吸附或沉淀转移到了污泥中。污水处理厂服务范围内的工业企业类型、清洁生产水平、废水预处理工艺、排水体制等存在差异，污泥中重金属成分和含量也会有所不同。本研究调研了我国重点流域典型的城镇污水处理厂污泥重金属含量特征，并分析了重金属的潜在来源，以期为污泥的资源化利用提供参考。
1研究方法
1.1调研范围
本研究调研范围覆盖太湖、巢湖、海河、辽河、滇池和三峡库区及上游等6大流域，包括上海、常州、嘉兴、太仓、无锡、合肥、天津、唐山、赤峰、昆明、重庆等11个城市的座城镇污水处理厂（见表1），总设计污水处理能力为万m3/d，实际污水处理能力万m3/d，污泥年产生量为万t（含水率80%），污水处理能力和污泥产量均达到全国总量的10%。
本研究于年6月~年6月对调研范围内污水处理厂所产生污泥进行了现场取样，取样点位于各厂污泥脱水机房出泥口，取样次数为1～5次（若进水中工业废水比例较高，则在不同时间多次取样，检测数据取平均值），样品重量不小于1kg，大部分污泥样品送往CMA认证的第三方实验室检测，少部分委托高等院校重点实验室检测，检测项目与检测方法见表2。
2.1含量特征
2.1.1累积频次分布
调研范围内座污水处理厂脱水污泥中重金属含量分布特征曲线见图1。
（1）镉。污泥中总镉含量分布特征曲线见图1a，总镉含量平均值为3.3mg/kg，其中80%置信区间内污泥总镉含量为0.1～5.2mg/kg，平均值为1.9mg/kg。总镉含量高于3mg/kg的污泥样本比例为34%，高于5mg/kg的污泥样本比例为11%，高于15mg/kg和20mg/kg的污泥样本比例均为2%。
（2）铅。污泥中总铅含量分布特征曲线见图1b，总铅含量平均值为69.8mg/kg，其中80%置信区间内污泥总铅含量为24～mg/kg，平均值为61.8mg/kg。所有脱水污泥样品总铅含量均低于mg/kg，可满足各项泥质标准的要求。
（3）铬。污泥中总铬含量分布特征曲线见图1c，总铬含量平均值为.8mg/kg，其中80%置信区间内污泥总铬含量为40～mg/kg，平均值为.0mg/kg。总铬含量高于mg/kg的污泥样本比例为12%，高于mg/kg的污泥样本比例为9%，高于mg/kg的污泥样本比例为7%。此外，个别污泥样品总铬含量远超过了mg/kg，最大值高达mg/kg，超标问题较为严重。
（4）镍。污泥中总镍含量分布特征曲线见图1d，总镍含量平均值为97.2mg/kg，其中80%置信区间内污泥总镍含量为22～mg/kg，平均值为83.9mg/kg。总镍含量高于mg/kg的污泥样本比例为16%，高于mg/kg的污泥样本比例为9%，个别污泥总镍含量远超过了mg/kg，最大值高达mg/kg。
（5）锌。污泥中总锌含量分布特征曲线见图1e，总锌含量平均值为.8mg/kg，其中80%置信区间内污泥总锌含量为～mg/kg，平均值为2.6mg/kg。总锌含量高于1mg/kg的污泥样本比例为25%，高于0mg/kg的污泥样本比例为24%，高于0mg/kg的污泥样本比例均为14%，高于mg/kg的污泥样本比例均为9%，个别污泥样品总锌含量远超过了mg/kg，最大值高达71mg/kg，超标问题尤其严重。
（6）铜。污泥中总铜含量分布特征曲线见图1f，总铜含量平均值为.9mg/kg，其中80%置信区间内污泥总铜含量为87～mg/kg，平均值为.1mg/kg。总铜含量高于mg/kg的污泥样本比例为29%，高于mg/kg的污泥样本比例为20%，高于1mg/kg的污泥样本比例为10%。
（7）汞。污泥中总汞含量分布特征曲线见图1g，总汞含量平均值为2.4mg/kg，其中80%置信区间内污泥总汞含量为0.2～5.2mg/kg，平均值为2mg/kg。总汞含量高于3mg/kg的污泥样本比例为26%，高于5mg/kg的污泥样本比例为14%，所有污泥样品总汞含量均低于15mg/kg。
（8）砷。污泥中总砷含量分布特征曲线见图1h，总砷含量平均值为19.2mg/kg，其中80%置信区间内污泥总砷含量为4.9～33mg/kg，平均值为15.8mg/kg。总砷含量高于30mg/kg的污泥样本比例为14%，高于75mg/kg的污泥样本比例为2%。
2.1.2统计分析
对调研范围内座污水处理厂各项重金属指标的最大值、最小值、中值、平均值以及标准差进行了统计分析（见表3），中值远小于平均值，表明不同来源污泥重金属含量差异较大，平均值受少部分较大数据影响显著。不同类型重金属在污泥中的含量存在显著差异，按照平均值大小排序依次为：总锌＞总铜＞总铬＞总镍＞总铅＞总砷＞总镉＞总汞。
我国城市污泥和耕地土壤中各项重金属指标含量比较分析结果见表4。耕地土壤中各项重金属按照含量平均值大小排序依次为：锌＞铬＞铅＞铜＞镍＞砷＞镉＞汞，其中锌、砷、镉、汞含量顺序与污泥相一致。耕地土壤中镉、汞、镍含量平均值与土壤环境质量标准（二级）中规定的限值接近，其他指标平均值远小于二级标准限值，尚存在较大的环境容量。城市污泥中各项重金属的含量是耕地土壤的2～20倍，除铅含量能满足土壤环境质量标准（二级）要求外，其余重金属均超出了标准限值，因此土地利用时应对污泥施用量和施用期限进行严格控制。
2.2超标风险
各项重金属超标频率分析结果见表5。调研范围内污水处理厂脱水污泥中总铬、总镍、总锌、总铜超过各项标准的频率整体较高，总镉和总汞超过农用（A级）和土地改良/园林绿化（酸性土壤）标准限值的频率较高，总砷超标频率相对较低，调研尚未发现总铅超标现象。
重金属的生物毒性不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布所决定。重金属形态可分为酸可提取态、可还原态、可氧化态和残余态。酸可提取态重金属最易释放；可还原态一般吸附在铁锰氧化物上，在还原条件下较易释放；可氧化态主要与有机物和硫化物相结合，被氧化时有溶出风险；残余态为非有效态，在自然条件下不易释放。郑翔翔等研究发现，Pb几乎全部分布在残余态；Cd主要分布在残余态，但其酸可提取态占有一定的比例；Cu和Cr主要以可氧化态和残余态形式存在；Ni和Zn的残余态含量较低，酸可提取态比例都超过30%。我国污泥中总铬、总镍、总锌、总铜超标频率较高，其中Cu和Cr存在形式主要为可氧化态和残余态，在正常环境下相对比较稳定，但当环境条件变化时需白癜风光疗白癜风久治不愈原因