Total concentrations and different fractions of heavy metals in sewage sludge from Guangzhou, China

Dewatered municipal sludge samples were collected from five municipal wastewater treatment plants （WWTPs） and one industrial WWTP in Guangzhou, China. A number of agricultural parameters and total metal concentrations in the sludge were determined. Metal speciation was also studied. The results showed that sewage sludge had high organic carbon, and was rich in such nutrients as N and P. The concentrations of Mn, Zn, and Cu were the highest, followed by Ni, Pb, and Cr, Cd had the lowest concentration. In addition, the concentrations of the aforementioned heavy metals in the sludge samples were higher than those recorded in the background data for crop soils. With the exception of Cu and Cd from site S1, and Ni from sites S1, $2, and $5, all other metal concentrations conformed to permissible levels prescribed by the national application standard of acid soil in China （GB 18918--2002）. The results of the BCR sequential extraction showed that the concentrations of Mn and Zn were predominant in acid-soluble/exchangeable and reducible fractions. Cu was principally distributed in oxidizable and residual fractions, whereas Cr was present in oxidizable and residual fractions, Pb was found in the state of residual fractions, and the distribution of Ni and Cd did not show significant characteristics.

城市污水处理厂污泥化学组分与重金属元素形态分布研究

采用现场调查采样及室内分析的方法,研究了无锡芦村污水处理厂污水处理过程中污泥的化学组分和重金属元素的形态分布。结果表明,污水处理厂污水处理过程中的初沉污泥、消化污泥、生化污泥和二沉污泥总体呈高有机质、高氮磷、低K、高微量营养元素,具有良好的农用价值。但污泥中的重金属元素A s超过国家标准,限制了污泥的农用。重金属元素总量分布研究表明污水处理过程中重金属元素沉积到污泥中没有显著的差异。连续提取研究表明,不同的重金属元素的形态分布差异较大,因而其潜在的迁移性和植物毒性明显不同。A s、Ni、Zn的有效态含量的百分率在30%以上,潜在的迁移性和植物毒性最值得关注。污泥的消化无害化处理可以改变污泥中重金属元素的形态,但不能降低污泥中的重金属元素的含量。建议在污水处理过程中适当运用废水处理技术,改变重金属元素沉积方式,从而降低污泥处置成本,并提高污泥资源的利用效率。

香港土壤研究Ⅶ.BCR提取法研究重金属的形态及其潜在环境风险

基于类型土壤的重金属元素形态分析研究相对较少,本研究以香港地区7个亚纲的土壤剖面为例,利用欧共体参比司(BCR)制定的三步连续提取法研究了类型土壤中重金属Cd、Cu、Pb和Zn的化学形态及其潜在环境风险。结果表明,Pb、Cd和Zn元素除残留态外,HOAc溶解态的比例也相对较高,但不同类型的土壤有所差别,而Cu元素则以残留态和可氧化态为主。在这7种类型土壤中,正常潜育土和湿润淋溶土中的重金属潜在环境风险相对较高,而在这4种重金属元素中,又以Pb元素的潜在环境风险最大。

两步连续提取法测定植物中重金属的形态

重金属在植物体内的迁移、转化很大程度上取决于它们的化学形态。文章提出了一种简化的两步连续提取法,根据元素在植物体内活动性的大小,将重金属依次分为乙醇提取态、盐酸提取态和残渣态。采用标准物质（茶叶）对连续提取方法的回收率和精密度进行验证。16次重复测定Cu、Pb、Zn、Cd、Fe和Mn六种重金属元素,3种形态含量之和占各元素总量的82%~116%之间,回收率满足形态分析的要求;各形态含量分析的相对标准偏差,除了Zn、Pb和Cd 3种元素的乙醇态和残渣态在32%~57%之间外,其余均小于20%,表明本方法具有较好的精密度,能满足分析要求。利用蔬菜基地采得的10份植物样品（黄瓜的根、茎、叶片和果实）考察了该方法对不同类型植物样分析的实际应用情况。结果表明,对于根、茎、叶和果实不同植物样品,各元素的3种形态之和占总量的84.6%~106%,回收率满足形态分析的要求。

大气PM_(2.5)中重金属的化学形态分布

运用多级连续提取法,对广州市不同季节不同采样高度大气PM2.5中重金属的化学形态和生物有效性进行分析。研究表明,PM2.5中各重金属元素之间的化学形态分布差异较大,Zn、Cd、As、Mn主要分布在F1(可溶态与可交换态)和F2(碳酸盐态、可氧化态与可还原态),绝大部分的Pb以F2存在,Ni和Mo主要分布在F1和F3(有机质、氧化物与硫化物结合态),Cu主要以F2和F3存在,Cr主要分布在F3和F4(残渣态),Co则4种形态平均分布。采样高度对重金属的化学形态分布影响不大,同一采样期内楼顶与地面样品中同一元素的化学形态分布结果比较一致。两个采样季节重金属的形态百分比存在不同程度的变化,2007年春重金属的不稳定态(F1)比例比2006年秋普遍增加,次稳定态(F2、F3)比例减少。在10种重金属中,Cd、Zn、Pb和As的生物有效性系数高(>0.7),属于生物可利用性元素,在环境中的活动性要明显高于其它元素;Mn、Cu、Mo、Co、Ni和Cr元素的生物有效性系数值在0.2～0.6之间,属于潜在生物有效性元素,在环境中比较稳定。

土壤环境中重金属形态区分方法的新进展及其应用

用连续提取法研究地球环境中重金属的存在形态在土壤化学、植物营养和环境科学中均具有重要意义,很多研究者对之进行了广泛深入的研究。针对以前提取程序分级较多,不便于操作的特点,近些年来,一些研究者更注重于研究简便,应用性强,又能提供有价值信息的重金属形态区分方法。笔者对此方法研究的新进展及其应用作了综述,并对以后的研究进行了展望。

河流底泥沉积物的形态分析(Ⅱ)——Tessier形态分类法

采用Tessier形态分类法研究了小清河 (济南段 )底泥沉积物中痕量重金属元素Cu ,Pb ,Zn ,Cr和Mn的存在形态 ,揭示了小清河 (济南段 )污染源的分布及相应重金属污染物的迁移转化 ,发现小清河源头底泥中重金属含量较低 ,流经济南市化工区后重金属污染物剧增 .这是由于工业废水污染所致 ,底泥自净作用使小清河在郊区流出口处底泥污染物含量降回到接近本底值 .

矿区污染土壤Pb、Cd、Cu和Zn的形态分布及其生物活性的研究

调查湘南某铅锌矿区周围的菜园土和水稻土Pb、Cd、Cu和Zn的形态分布及其生物活性和迁移性。结果表明：两种土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的总量分别超过国家土壤环境质量相应的标准。运用Tessier连续提取法研究发现,土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的各形态含量之和与其总量非常的接近,其中菜园土Pb的提取率为96.3%,Cd的为94.1%,Cu的为93.4%和Zn的为91.7%;水稻土Pb的为97.6%,Cd的为92.0%,Cu的为92.1%和Zn的为91.7%,表明该形态分析方法的结果是合理的。土壤中Pb、Cd、Cu和Zn各形态的分布存在很大的差别,残渣态是主要形态,其中Pb的含量占60.7%-58.2%,Cd的是50.4%-59.2%,Cu的是37.3%-53.4%,Zn的是54.9%-46.9%,而交换态所占的比例最小。菜园土重金属的生物活性系数的大小是：Cd〉Cu〉Pb〉Zn,迁移能力的顺序是Cd〉Cu〉Zn〉Pb;水稻土重金属的活性大小和迁移能力的顺序都是：Cd〉Pb〉Zn〉Cu。菜园土重金属的生物活性和迁移性较水稻土的大,其中Cd的生物活性和迁移性的最大。研究结果将为评估矿区污染土壤中重金属的危害提供科学依据。

湘南某矿区菜园土中典型重金属的形态分析

分别运用Tessier连续提取法和Leleyter连续提取法研究湘南某矿区菜园土中Pb,Zn,Cu和Cd的形态分布特征.结果表明:菜园土中Pb,Zn,Cu和Cd的总浓度严重超过国家土壤环境质量标准.Pb,Zn,Cu和Cd的主要形态是残渣态,水溶态和交换态所占比例较小.重金属生物可利用性的研究表明,Pb,Zn,Cu和Cd生物可利用的含量较少;在Tessier方法中,除Cu之外,生物不可利用态是主要形态,其次是潜在生物可利用态,而在Leleyter方法中,潜在生物可利用态是主要形态,其次是生物不可利用态.

长期污水灌溉条件下土壤重金属形态及生物活性的研究

通过野外调查和试验分析,对孝义市污灌区土壤中Ni、Cr、Pb、Cu、Zn、Cd6种重金属的含量、形态分布和生物活性进行了研究。结果表明,孝义市污灌区土壤中重金属都未超过国家二级标准,但Ni、Cr、Pb比当地背景值都有所增加。土壤中重金属各形态的分布存在很大差异。Ni、Cr、Zn主要以残渣态的形式存在。Pb主要以残渣态和铁猛氧化态存在。Cu主要以残渣态和有机结合态的形式存在。Cd在残留态中比例最小,碳酸盐结合态和交换态含量比例很高。与对照相比,污灌降低了重金属残留态所占比例,改变了土壤中重金属存在形态,提高了重金属的生物有效性和迁移能力。污灌区土壤中重金属活性系数的大小顺序为:Cd>Pb>Cu>Cr>Zn>Ni;迁移系数的大小顺序是:Pb>Cd>Cu>Cr>Zn>Ni,土壤中Cd、Pb的活性最高,生态污染风险最大,应引起足够重视。

厦门西海域表层沉积物中重金属的赋存形态

采用逐级浸出法对厦门西海域6个表层沉积物样品中重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的赋存形态进行分析.结果表明:该海域表层沉积物中各重金属元素主要来源于人为输入的各种活性形态,自然输入的残渣态(RES)所占比例较低(10%～20%),在环境条件变化时具有向水相迁移和为水生物所利用的潜在风险性;其中Cu、Cr和Ni的赋存形态以铁锰氧化态(ERO和MRO)和有机物及硫化物结合态(OSM)为主,Pb和Cd则以碳酸盐态(CARB)、铁锰氧化态和有机物及硫化物结合态为主,Zn的各形态所占比例相对比较平均.此次研究对该海域表层沉积物中重金属的赋存形态特征有了基本了解,有助于进一步研究金属元素在近海环境中的迁移和形态转化机制.

快速堆肥对污泥中重金属的影响

对上海曲阳污水厂污泥及其快速堆肥产物中的Zn,Cu,Ni,Cd,Pb,Cr等六种重金属进行了含量及化学形态分析。分析结果表明堆肥过程不会改变污泥中各重金属元素的含量,堆肥前后重金属主要以稳定的形态存在,但堆肥过程进一步提高了重金属元素稳定形态的比例。变化最为显著的是污泥中含量较高的Zn,其不稳定形态的比例由37%降为16%,使得Zn的活性与毒性大大降低。经过快速堆肥,考察的六种重金属元素的稳定性得到了提高,减小了污泥土地利用时重金属的环境危害。

武夷山上梅乡生态蔬菜基地土壤重金属含量及形态分布特征

在武夷山上梅乡生态蔬菜基地采集了47个表层土壤样品,采用BCR连续提取法分析了土壤重金属Cu、Zn、Pb和Cr不同形态的含量,并探讨了柠檬酸最佳淋洗条件下对Pb形态分布的影响。结果表明:(1)武夷山上梅乡生态蔬菜基地土壤重金属Cu、Zn、Cr和Pb平均含量分别为46.01、247.69、154.42和58.74mg/kg,均低于国家《土壤环境质量标准》二级标准限值;(2)Cu、Zn和Cr主要以残渣态存在,分别占总量的80.23%、90.80%和91.66%,而Pb各形态占总量的比例大小分别为铁锰氧化物结合态(34.30%)>残渣态(23.03%)>有机结合态(19.44%)>碳酸盐结合态(14.13%)>可交换态(5.70%)>水溶态(3.41%),Pb活性态占总量的比例高达76.97%。(3)在柠檬酸浓度为0.1mol/L,pH=5,震荡时间为24h的最佳条件下,Pb的去除率为35.39%,残渣态的比例由淋洗前的23.03%增大至淋洗后的59.49%,而活性态的比例由淋洗前的76.97%减少至淋洗后的40.51%。

矿区土壤重金属元素的形态分布及生物活性

[目的]研究矿区土壤铜、铅和锌的形态分布及生物活性。[方法]选取广东某金属硫化物矿区外围2个代表性的农田深层土壤样品,运用Tessier连续提取法分析其铜、铅和锌的总量和5种化学形态。[结果]结果表明,土壤中铜、铅和锌主要以残渣态形式存在,铁锰氧化物结合态和有机物结合态次之,碳酸盐结合态很少,可交换态最低。不同元素在不同土壤类型和不同土壤层位的形态分布有很大差别。以生物活性系数来评价重金属的危害性,这3种元素的生物活性均偏低,其中铅>锌>铜,生物可利用性不高,对生态环境的潜在危害性不大。[结论]该研究结果对土壤铜、铅和锌的环境生物效应及其迁移转化规律具有重要意义。

四种连续提取方案在重金属污染土壤评价中的比较

选取Sposito、BCR、Tessier、Silveira四种连续提取方案,评价其在污染土壤金属形态分析中的应用.四种方案均显示,供试土样的有机态铜和可交换态镉比例较高. Silveira方案提取的无定形铁结合态在Tessier和BCR方案中可归为铁锰氧化态,晶形铁结合态则为残渣态的一部分. Silveira方案提取碳酸盐结合态铜、镉、锌的能力强于Tessier方案,而BCR提取铁锰氧化态铁、铜、锌的能力弱于Tessi-er方案. Sposito方案提取可交换态和有机态镉能力较弱,不适合供试土壤中镉的提取. Silveira方案在研究土壤中铁或与之相关金属元素变化时,在亚热带土壤分析中具有一定的应用价值.

废弃线路板中重金属形态分布特征

通过BCR3态连续提取方法和Tessier 5步连续提取方法,对某废弃线路板中重金属的赋存形态进行研究.结果表明,BCR连续提取法对废弃线路板中重金属的提取率比Tessier连续提取方法高.废弃线路板中Cu、Pb、Zn和Ni各形态分布差别很大.BCR和Tessier连续提取方法结果均表明废弃线路板中Ni主要是以残渣态存在,对环境的污染风险小;而Pb和Zn主要以酸可提取态或者碳酸盐态和可交换态存在,在南方酸雨环境中容易溶出;BCR和Tessier连续提取方法对Cu的活性评价不一致,但是由于废弃线路板中Cu总量高,对环境的影响不可忽视.

废弃等离子显示屏玻璃中重金属化学形态分布

通过BCR3步和BCR4步连续提取法,对等离子体显示屏玻璃中重金属的化学形态进行研究。结果表明,BCR3步连续提取法对废弃等离子体显示屏玻璃中重金属的提取比BCR4步连续提取法更稳定。废弃等离子体显示屏玻璃中Zn、Cu和Ag化学形态分布存在差异。BCR3步和BCR4步连续提取法均认为Ag以残渣态为主要赋存形态,对环境影响比较小;Cu的可交换与弱酸可溶态或交换态和碳酸盐结合态含量较少,潜在的环境风险也比较小;BCR3步和BCR4步连续提取法对Zn的形态分布结果评价不一致,BCR3步连续提取法表明Zn主要以可交换与弱酸可溶态为主,对环境影响较大,而BCR4步连续提取法结果认为Zn是以铁锰氧化态为主要存在形态。