城市污泥中重金属和有机污染物的净化与污泥土地利用

张蕾，王新军，石瑞卿，边志明＊

（1.山东省淄博生态环境监测中心，山东 淄博 255000；2.淄博市建设项目环境评审服务中心，山东 淄博 255000；3.山东省潍坊生态环境监测中心，山东 潍坊 261000）

0 引言

城市污泥中重金属和有机污染物对城市污染率提升影响颇大。基于全面提升污泥土地利用及净化工作开展，强化资源再利用及促进生产十分关键。然而现阶段有关城市污泥中重金属和有机污染物的净化与污泥土地利用等相对研究较少，基于该问题现状，要求行之有效的措施对其进行分析研究，如目前城市污泥处理主要途径及方法、污泥重金属去除技术—以化学浸出为例、有机污染物净化技术—以顶空气相色谱法为例、污泥土地利用的主要方法及措施等，有十分重要的理论意义。

1 城市污泥及污泥土地利用的重要性

1.1 污泥污染影响分析

随着当下我国自然生态环保意识逐渐增强，将土地环境及生态体系构建与优化十分重要。城市污泥作为一种废物垃圾物质，对城市发展及城市环境保护至关重要。城市污泥的产生有其偶然性、必然性，偶然性在于自然气候等相关因素对土地的影响，导致污泥出现。必然性是指因市政施工或相关项目开展中的由人为造成的污泥情况发生。污泥中组成部分相对复杂，多为污染元素、废弃垃圾。其中，以重金属、有机污染物作为严重。通过对分析后发现，我国污泥中重金属含量明显提升，这就导致污泥对土壤结构的波及影响，这种波及性会间接造成城市水质污染、大气污染，严重影响人体健康。有污染物的增多也同样对污泥中细菌滋生及污染形成推动力，这种负面推动力也直接影响污泥污染城市的范围性，大量污染有机物数量及繁殖极易发生严重污染与病变。

1.2 污泥土地利用分析

污泥土地虽然具有一定的污染性，但从我国城市发展及节能降耗、废弃利用的角度出发。将污泥土地进行合理利用十分关键。污泥土地利用不是单一片面的简单流程，而是更为科学、合理的系统布局。首先，污泥土地利用应按照国家相关标准及规定，对该污泥土地是否可利用性进行分析，而不是肆意的利用开展。如该污泥土地不符合再利用标准，则不予进行利用。其次，污泥土地利用中应结合相关技术，生态再生及绿色优化技术，对污泥土地进行改良、实验、创新，而不是单一的形式化应用。将城市绿色发展及绿色能源再利用的方法性、技术性给予诠释，按照标准设计、实验检测，将污泥土地变成可利用土地。最后，在相关工作开展中结合城市发展、生态环境建设标椎，对污泥土地的利用性与城市发展的需求进行比较，一定要从城市污泥土地利用的效益性出发，包括经济效益、社会效益、生态效益、资源效益等。

2 目前城市污泥处理主要途径及方法

城市在发展中必然会经过环境污染及土壤环境破坏，城市污泥的出现是城市发展及建设的必然性。通过对城市污泥处理主要途径、方法进行分析，在污泥处理方面依然采用传统方式，主要包括：大面积填埋、大面积投海、大面积焚烧、土地再利用等。如下：

首先，大面积填埋容易对土壤组织结构及内部养分造成破坏，使土壤中的发挥性有机物快速发生，极易造成严重的土地污染，如致癌性、污染性。对城市环保及人体健康十分重要。

其次，大面积填海，随着我国对绿色海洋发展及建设重视程度逐渐提升。海洋污染的严重率明显降低。如大量污泥进行填海，则会对近海水源造成污染，对海下生物造成影响。水质变异也还会间接影响人体身体健康。

第三，大面积焚烧，污泥焚烧十分不可取，污泥中存在大量重金属或有机污染物，在焚烧中会导致二恶英、金属烟尘大量出现，会对城市大气造成污染，造成雾霾等情况发生等。

第四，污泥土地利用是当下最为合理选择方法之一，污泥土地的利用率在当下明显提升。通过度其中重金属、有机污染物进行净化，对降低污染有效利用具有极为重要的关键作用。

第五，重金属及有机污染物受长期污泥浸泡导致毒性增加，其活性也相对较大。因此，从对污泥中重金属及有机污染物净化的设计植入，将技术层面给予功能发挥。最终目的是降低污染物的污染成分，将其毒素及活性进行消除，使其无害与稳定。为日后我国城市发展及全面生态环境建设奠定基础[1]。

3 城市污泥重金属及有机污染物净化技术

3.1 污泥重金属去除技术—以化学浸出为例

化学浸出方法是以化学手段，通过试剂应用方式对污泥中的重金属组织进行吸收、提取。是有效对污泥组织当中的重金属超标含量进行控制降低、快速处理。

主要原理为：第一、污泥-M+H+※H+污泥+M+(1)污泥-金属+螯合剂※污泥+金属配合物。第二、在试剂选择方面也要科学合理，主要包括：有无机酸、有机酸、螯合剂以、无机盐试剂等。通过实验后发现，采用差异性较大的化学试剂可造成不同的重金属浸出效果。将无机酸HC作为浸出试剂，发现污泥组织中的Zn、Cd浸出率竟然为100%、923.6%，0.6mol/L其中的H2SO4也可对污泥重金属进行优化。实验后发现，对重金属中的Cu、Zn、Cd、Cr、Ni、Fe等浸出率已经达到98.9%。而HNO3则会更加有利于净化效果，对Cu、Ni浸出率均可达到95%。同时，经过分析后发现有机酸在对pH值较高的状态下具有极佳的浸出功效,举例说明pH在为4后,柠檬酸可对Cu、Zn、Ni等进行净化，净化率为的92%。而螯合剂在重金属净化方面则效果一般，EDTA应用在重金属优化中Zn、Ni、Cr、Pb、Cu其净化率为49%。而无机酸在该方面具有明显功能性、效果较好。净化时间也明显缩短。有机酸在合理酸性环境中能达到较为理想的重金属净化率。但缺点是净化时间过长。螯合剂在净化方面主要体现在净化率偏低。而无机酸虽然具有高满足性标准，且费用投入成本相对较高[2-3]。

3.2 有机污染物净化技术—以顶空气相色谱法为例

实验检测流程分析，一定要在顶空瓶闭合状态下，且一定好为恒温模式下。在该状态下会让污泥中有机污染物的形态处于液体、固态平衡。然后可进行取样操作，并按照该方法要求对上相样品进行检测分析。主要准备材料如下：①检测仪器，主要选择选用美国相关公司生产的GC789A-ms顶空检测系统。②试剂主要采用空白纯净水、甲醇色谱、优质级磷酸、3000℃温度的优质氯化钠。③检测样品主要以当下最为常见的污泥有机污染物（10种类）。④基质转变液，通过基质转变液的应用检测溶当中的液离子自身强度得到明显提升，该方法可以对污泥中有机污染物在水物质中的溶解效进行降低，在本次实验检测中应全面应用基质转变液。并在300ML中的试剂里点入较为合理数量的磷酸，该酸碱值一定要在3上下。然后投入150g氯化钠。通过摇晃让内部试剂样品进行充分溶解。对改正液状态是否正常良稳定进行明确，然后将该试剂保存在温度在3℃以下的条件中。通过对概技术进行分析后发现，可对污泥中的有机污染物进行快速检测，检测完成后可通过生化技术对其进行快速处理，从效率及净化方面都起到积极促进作用[4-5]。

4 污泥土地利用的主要方法及措施

在污泥土地利用中要从经济、生态、技术、社会等不同层面进行分析研究，将污泥土地利用的渠道性进行明确，这样才能快速发挥其主要作用，经过对净化后的污泥土地利用的可行性分析，其方法措施主要从三方面入手，农田利用，通过对大面积污泥土地净化检测后发现，污泥土地分行适合农田利用，污泥可以应用在砂姜黑土、褐土、潮土及棕壤当中。通过试验田后得出玉米、小麦已经平均增产到15%。应用于花卉、树木及绿植绿化当中。植物生长均优于施用化肥。试验田证明，污泥有机复合肥也非常适用于水稻实施后，且增效为22%～24%。另外，污泥施用土壤、作物籽粒中的重金属含量都有所提高。虽然满足合国家标准，但考虑到重金属的不可降解性和长期累积效应，需合理施用并进行长期监测。因此，在具体工作中依然要对相关层面进行分析，对污泥土地利用效果进行跟踪分析。这样才能有利于后期工作开展与土地利用[6-7]。

5 结语

综上所述，通过对城市污泥中重金属和有机污染物的净化与污泥土地利用进行分析研究，主要包括：目前城市污泥处理主要途径及方法、污泥重金属去除技术—以化学浸出为例、有机污染物净化技术—以顶空气相色谱法为例、污泥土地利用的主要方法及措施等。对目前我国城市污泥当中重金属、有机污染物的净化方法给予阐明，并简单介绍污泥土地的利用方向，为下一步工作开展奠定坚实基础。