一种污泥重金属污染生态风险评价方法技术

本发明专利技术公开了一种污泥重金属污染生态风险评价方法，包括污泥预处理、污泥单项重金属总含量测定、污泥重金属组分测定、污泥单项重金属的污染指数的计算、污泥单项重金属的有效毒性系数的计算、污泥单项重金属的潜在环境生态风险因子的计算，以及污泥重金属的潜在环境生态风险指数的计算等步骤，并根据技术结果结合现有PERI法对污泥进行全面的重金属污染生态风险评价。本发明专利技术的污泥重金属污染生态风险评价方法能够综合全面地对污泥重金属污染生态风险进行评价，为污泥的处置及资源化利用提供重金属生态风险评价指导。供重金属生态风险评价指导。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥重金属污染生态风险评价方法


[0001]本专利技术涉及生态风险评价
，具体涉及一种污泥重金属污染生态风险评价方法。

技术介绍

[0002]污水处理过程中产生大量的污泥，据统计我国2018年污泥产量超过5660万吨(含水率为 80％)，其中50％以上的污泥进行了卫生填埋，而近15％的污泥采用了土地利用方式进行处置。全球化与经济政策研究中心预计，到2021年，我国的污泥总产量将达到6424万吨，预计未来三年年复合增长率为4％左右。污泥中含有大量的细菌以及Pb、Cr、Cd、Zn、Cu等重金属有毒有害物质，通常被视为一种典型的污染源。同时，由于其有机物、氮、磷含量高，也可以将其视为潜在的生物资源。因此污泥在进行资源化利用或最终处置前应仔细评估和验证重金属的生态环境风险。
[0003]目前已有多种定量评价方法用于评估重金属的生态环境风险，其中包括地质累积指数 (Geo
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accumulation Index，Igeo)、潜在生态风险指数(Potential Ecological Risk Index， PERI)和风险评估代码(Risk Assessment Code，RAC)等。
[0004]上述现有重金属的生态环境风险评价方法多用于土壤和道路扬尘评价，并且其评价方法也各有其优缺点。如地质累积指数评价法只能给出各采样点某种重金属的污染指数，无法对元素间或区域间环境质量进行比较分析。风险评估代码评价方法仅考虑酸可溶/可交换态组分的占比来评估重金属的环境毒性，缺乏对样品重金属总量的考量，评价标准单一，未充分考虑地区差异及地理空间差异的特点。
[0005]潜在生态风险指数(PERI)是瑞典科学家提出，根据重金属性质及其在环境中迁移转化沉积等行为特定，从沉积学的角度对土壤或者沉积物中的重金属进行评价。该方法首先要测得土壤中重金属的含量，通过与土壤中重金属元素背景值的比值得到单项污染指数，然后引入重金属毒性响应系数，得到潜在生态危害单项系数，最后加权得到此区域土壤中重金属的潜在生态危害指数。如中国专利CN111552924A公开了一种乡镇尺度的土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价方法，通过结合重金属的种类与数目对单项及综合潜在生态风险指数的评估域进行调整，并结合ArcGIS技术实现可视化区域污染状况。该专利方法虽然对潜在生态风险评估进行了一定的改进与调整，但由于重金属的形态对于重金属的毒性变化具有非常大的影响，而潜在生态风险指数未能将重金属进行形态划分，无法对不同样品中重金属的有效毒性组分进一步评价，仅考虑样品整体重金属含量，导致评价偏高，不利于后续的资源化利用。
[0006]因此，如何在现有评价方法上改进得出一种适用于污泥的重金属生态风险评价方法对污泥的处置及资源化利用有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种污泥重金属污染生态风险评价方法，能够综合全面地
对污泥重金属污染生态风险进行评价，为污泥的处置及资源化利用提供重金属生态风险评价指导。
[0008]本专利技术采用的技术方案是：
[0009]一种污泥重金属污染生态风险评价方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：污泥预处理，将污泥样品依次经均质、过滤、干燥、磨碎得到污泥分析样品；
[0011]步骤2：测定步骤1所得污泥分析样品的单项重金属总含量；
[0012]步骤3：采用BCR分级法分析步骤1所得污泥分析样品的酸可溶/可交换态单项重金属含量、可还原态单项重金属含量和可氧化态单项重金属含量；
[0013]步骤4：基于步骤2和步骤3的分析结果，计算单项重金属的酸可溶/可交换态组分、可还原态组分及可氧化态组分占比；
[0014]步骤5：基于污泥所在地的土壤背景值和步骤2的计算结果，计算单项重金属的污染指数；
[0015]步骤6：基于现有重金属的毒性系数及步骤4的计算结果，计算单项重金属的有效毒性系数；
[0016]步骤7：基于步骤5和步骤6的计算结果，计算单项重金属的潜在环境生态风险因子；
[0017]步骤8：基于步骤7的计算结果，计算污泥分析样品的重金属的潜在环境生态风险指数，并根据现有PERI法对污泥进行全面的重金属污染生态风险评价。
[0018]进一步地，步骤1中，取部分待评价污泥置于烧杯中搅拌混匀后，真空过滤得到污泥饼，将污泥饼烘干至重量不变后移入研磨器，研磨磨碎得到污泥分析样品。
[0019]进一步地，步骤2中，用微波消解仪将污泥分析样品溶解于混合酸液中，待消解溶液冷却后过0.2μm～0.45μm滤膜，用电感耦合等离子体发射光谱仪测试溶液中单项重金属含量。
[0020]进一步地，步骤2中，混合酸液以HNO3、HF、HCl中两种或三种酸液采用一定比例混合，消解条件为：微波400～1600W、温度120～190℃、消解时间为3～30min。
[0021]进一步地，步骤4中，污泥重金属三种形态占比的计算公式如下：
[0022][0023]其中分别步骤3所得酸可溶/可交换态单项重金属含量、可还原态单项重金属含量和可氧化态单项重金属含量；为步骤2所得污泥分析样品中的单项重金属总含量。
[0024]进一步地，步骤5中，单项重金属污染指数的计算公式如下：
[0025][0026]其中，为步骤2所得污泥分析样品中的单项重金属总含量，为污泥所在地的单项重金属背景浓度值。
[0027]进一步地，，步骤6中，单项重金属的有效毒性系数的计算公式如下：
[0028][0029]其中，为现有单项重金属的毒性系数，为步骤4所得单项重金属三种形态占比。
[0030]进一步地，步骤7中，单项重金属的潜在环境生态风险因子的计算公式如下：
[0031][0032]其中，为步骤6所得单项重金属的有效毒性系数，为步骤5所得单项重金属的污染指数。
[0033]进一步地，步骤8中，重金属的潜在环境生态风险指数EERI的计算公式如下：
[0034][0035]其中，为单项重金属的潜在环境生态风险因子。
[0036]本专利技术的有益效果：本专利技术的污泥重金属污染生态风险评价方法基于潜在生态风险指数 (PERI)，建立改进的潜在环境生态风险指数EERI，充分考虑了污泥特征、环境背景值、人为污染因素、重金属总量、重金属有效毒性、重金属形态及迁移释放能力等因素，方法中引入了重金属有效毒性系数的概念，能够更加直观的体现重金属的毒性效应。本专利技术的评价结果更加直接可靠，可为污泥的处置及资源化利用提供重金属生态风险评价指导，有利于污泥的资源化利用。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合一种优选的实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0038]实施例1
[0039]实施例所用污泥取自湖北省武汉市沙湖污水处理厂，该污水处理厂采用厌氧
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缺氧
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好氧 (A
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥重金属污染生态风险评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：污泥预处理，将污泥样品依次经均质、过滤、干燥、磨碎得到污泥分析样品；步骤2：测定步骤1所得污泥分析样品的单项重金属总含量；步骤3：采用BCR分级法分析步骤1所得污泥分析样品的酸可溶/可交换态单项重金属含量、可还原态单项重金属含量和可氧化态单项重金属含量；步骤4：基于步骤2和步骤3的分析结果，计算单项重金属的酸可溶/可交换态组分、可还原态组分及可氧化态组分占比；步骤5：基于污泥所在地的土壤背景值和步骤2的计算结果，计算单项重金属的污染指数；步骤6：基于现有重金属的毒性系数及步骤4的计算结果，计算单项重金属的有效毒性系数；步骤7：基于步骤5和步骤6的计算结果，计算单项重金属的潜在环境生态风险因子；步骤8：基于步骤7的计算结果，计算污泥分析样品的重金属的潜在环境生态风险指数，并根据现有PERI法对污泥进行全面的重金属污染生态风险评价。2.根据权利要求1所述的一种污泥重金属污染生态风险评价方法，其特征在于，步骤1中，取部分待评价污泥置于烧杯中搅拌混匀后，真空过滤得到污泥饼，将污泥饼烘干至重量不变后移入研磨器，研磨磨碎得到污泥分析样品。3.根据权利要求1所述的一种污泥重金属污染生态风险评价方法，其特征在于，步骤2中，用微波消解仪将污泥分析样品溶解于混合酸液中，待消解溶液冷却后过0.2μm～0.45μm滤膜，用电感耦合等离子体发射光谱仪测试溶液中单项重金属含量。4.根据权利要求3所述的一种污...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，武克亮，关晓琳，王怀林，
申请(专利权)人：江苏凯米膜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：