摘要：污泥是污水处理过程中产生的一种固体废物，其产生量随着污水处理厂的大量建设而快速增加。污泥是一种异质物料，构成复杂，主要包括：微生物、未消化有机物、无机物和水分等。其中的一些组分，如无毒的有机物和营养组分，可进行回收利用。目前，常规的污泥处理和处置方法主要包括三种：农业利用、焚烧和卫生填埋。然而，这些处理方法都存在引发重金属污染的潜在风险。因此，在污泥进行最终的处置或利用之前，应对污泥采取一些必要的预处理措施，以减少或钝化污泥中含有的重金属。而全面地认识污泥中重金属的赋存特性，对于控制污泥处理过程中的重金属的污染而言，是一项基本但是非常重要的工作。
关键词：城市；污水处理厂；污泥；重金属；健康风险；识别
引言
目前，有关污泥中重金属的赋存特性的研究主要集中于重金属的污染程度、化学形态及生态风险三个方面。有关土壤、街尘和食物中重金属的健康风险研究已被广泛开展。在污泥的处理、处置和资源化利用过程中都存在人体接触的可能性，因而进一步深入开展污泥中重金属的健康风险评价研究具有重要的理论和实践意义。
1污泥的组成及性质
1.1污泥的基本组成
一般来讲，城市污泥的组成与污水来源、处理工艺以及城市居民的生活状况等息息相关。污泥中主要含有水分、氮、磷、钾等植物营养成分、微生物、重金属、有害有机物、虫类等成分。
1.2污泥的基本性质
污泥的基本性质主要指含水率和含固率、pH值、营养成分含量、重金属含量、有害有机污染物含量、微生物种类和数量等。污泥的理化性质以及生物性质等不仅是城市污水处理措施选择的重要依据，也是科学有效的实现污泥资源化利用的必备前提。
污泥的含水率即污泥中所含水分的质量百分含量，含固率为污泥中固体物质所占质量百分数。污水处理厂污泥的含水率一般都较高，而含固率比较低，例如初沉污泥的固体含量大约在2%-4%左右。
污泥的pH是反映污泥理化性质的重要指标，不同地区的污泥pH变化各不相同，它与污水来源和污水处理工艺有关。污泥中重金属主要有Cd，Cr，Pb，Hg，Zn，Cu，Ni等，统计分析了欧美等国污泥中的重金属含量，表明了不同地区污泥中重金属污染分布和变化趋势差异性很大，我国沿海地区污水处理厂污泥中的重金属含量，最近几年，我国沿海城市污泥中Zn的含量呈下降趋势，Pb，Hg和Cd含量变化不大，但Cr，Cu，As的含量在逐渐增加。污泥中的营养成分主要指污泥中富有氮、磷、钾等植物生长所必须的营养元素，以及能改善土壤结构的有机组分和腐殖质等。在我国51个城市污泥的变化规律，得知不同年代我国城市污泥中有机组分和氮含量的变化较大，而钾含量变化相对较小，且污泥肥效能胜过一般农家肥，当污泥农用堆肥施入土壤中时，对土壤质量和结构的改善以及农业生产成本的减少非常重要。污泥中含有多种有机污染物，如氯酚（CPs>、硝基苯（NBs、多氯联苯（PCBs、多环芳烃（PAHs）等。这些主要是由一些化工和医药废水经污水处理进入污泥中，其中部分有机污染物对人类健康危害较大，当作为农用泥质时，污染物所带来的的环境效应有待进一步分析研究。城市污泥中通常含有大量的细菌、病毒、寄生虫卵、真菌等微生物，例如粪大肠杆菌、虫回虫卵等，即使经过消化后的污泥，部分病原体微生物仍不能完全从中去除。这些病原体微生物的种类和含量与污水来源地区居民的健康状况、城市居民的生活水平以及污水处理工艺等有关。
2城市污水处理厂污泥中重金属的健康风险识别
2.1非致癌健康风险分析
总体而言，某市四个污水处理厂污泥中重金属的成人非致癌风险较小或可以忽略。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而1号污水处理厂污泥中重金属的儿童非致癌风险值高达112.91×10-2，大于1，表明存在儿童非致癌风险，其余污水处理厂污泥中儿童非致癌风险较小或可以忽略。2号污水处理厂污泥中（HGT），非致癌重金属Ni、Cu、Cr、Pb和Zn对成人和儿童的综合非致癌风险指数的贡献率都分别为：36.8%、31.6%、25.2%、4.5%和1.9%。单个重金属对成人和儿童在两种暴露途径下的非致癌风险指数（HQinh和HQdermal）大小关系均表现为：Ni>Cu>Cr>Pb>Zn。对成人而言，重金属Ni的多途径非致癌风险值（HI）为96.70×10-4；对儿童而言，重金属Ni的多途径非致癌风险值为271.98×10-4。由此可以看出，3号污水处理厂污泥中主要的非致癌重金属是Ni、Cu和Cr。青山湖污水处理厂污泥中（QSH），非致癌重金属Ni、Cu、Cr、Pb和Zn对成人和儿童的综合非致癌指数的贡献率都分别为：62.0%、30.6%、6.5%、0.5%和0.4%。单个重金属对成人和儿童在两种暴露途径下的非致癌风险指数（HQinh和HQdermal）大小关系均表现为：Ni>Cu>Cr>Pb>Zn。对成人而言，重金属Cu的多途径非致癌风险值为829.49×10-4；对儿童而言，重金属Cu的多途径非致癌风险值为2332.95×10-4。由此可以看出，污水处理厂污泥中主要的非致癌重金属是Ni和Cu。4号污水处理厂污泥中（XH），非致癌重金属Cu、Ni、Cr、Pb和Zn对成人和儿童的综合非致癌指数的贡献率都分别为：58.2%、28.3%、10.8%、1.6%和1.1%。单个重金属对成人和儿童在两种暴露途径下的非致癌风险指数（HQinh和HQdermal）大小关系均表现为：
Cu>Ni>Cr>Pb>Zn。对成人而言，重金属Cu的多途径非致癌风险值为829.49×10-4；对儿童而言，重金属Cu的多途径非致癌风险值高达2332.95×10-4。由此可以看出，4号污水处理厂污泥中主要的非致癌重金属是Cu和Ni。朝阳污水处理厂污泥中（CY），非致癌重金属Cu、Ni、Cr、Pb和Zn对成人和儿童的综合非致癌指数的贡献率都分别为：45.6%、34.6%、13.4%、3.9%和2.5%。单个重金属对成人和儿童在两种暴露途径下的非致癌风险指数（HQinh和HQdermal）大小关系均表现为：Cu>Ni>Cr>Pb>Zn。对成人而言，重金属Cu的多途径非致癌风险值为209.97×10-4；对儿童而言，重金属Cu的多途径非致癌风险值为590.55×10-4。
2.3致癌健康风险分析
各污水处理厂污泥中重金属Cd的成人致癌风险是可以接受的，也即，不具备致癌风险，风险值在（0.36~0.57）×10-4，低于10-6~10-4。但是，各污水处理厂污泥中重金属Cd的儿童致癌风险值均高于可接受水平。其中青山湖污水厂污泥中重金属Cd的儿童致癌风险值最高，达到了1.60×10-4，其次为4号污水处理厂（1.28×10-4）、3号污水厂处理厂（1.06×10-4）和1号污水处理厂（1.02×10-4）。
结语
四个污水处理厂污泥中重金属对成人的非致癌风险在可接受范围之内，青山湖污水处理厂污泥中重金属存在儿童非致癌风险，其余污水处理厂在可接受范围之内。重金属Cd的成人致癌风险低于致癌风险阈值，不存在致癌风险，儿童致癌风险均高于致癌风险阈值，存在一定的致癌风险。
参考文献：
[1] 何绪文，房增强，王宇翔，等.北京某污水处理厂污泥重金属污染特征、潜在生态风险及健康风险评价[J].环境科学学报，2016，36（3）：1092-1098.
[2] 杨刚，李燕，巫林，等.成都平原表层水稻土重金属污染健康风险分析[J].环境化学，2014，33（2）：269-275.
[3]安婧，宫晓双，陈宏伟，等.沈抚罐区农田土壤重金属污染时空变化特征及生态健康风险评价[J].农业环境科学学报，2016，35（1）：37-44.
论文作者:李进
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/18
标签：污泥论文; 重金属论文; 风险论文; 污水处理论文; 儿童论文; 成人论文; 含量论文; 《基层建设》2019年第8期论文;