污水处理厂污泥重金属污染的生态风险评价模型研究

张 涛

（邯郸市生态环境局邯山区分局，河北 邯郸 056000）

污水大致可以分为生活污水和工业污水。生活污水主要指的是人们日常生活中所产生的废水，通常环境影响不大，影响范围较小，可以通过一般途径对其进行处理。而工业污水会对环境产生极为严重的影响，甚至会形成不可逆转的破坏。工业污水通常会带有大量污泥，会隐藏多种重金属，这些污泥作为固态和半固态的废弃物，是污水处理的产物。不同行业产生的工业污泥一般不同，所隐藏的重金属也存在一定差异，不仅仅是重金属，一些工业污泥还含有病原微生物，进一步增加了污泥处理难度。这些污泥如果不经处理，随意掩埋、丢弃，污泥中的重金属会发生迁移，进入水源、农田等区域，最终被摄入人体，不仅造成二次污染，还威胁人体健康。因此，有必要对污水处理厂污泥重金属污染的生态风险评价模型进行深入研究，利用科学的手段对化工园区进行统一管理，并对污水、污泥实行集中处理，以更加系统、全面地控制污染范围和路径，提升生态风险控制与管理能力。

1 生态风险评价模型设计

1.1 确定评价参值比

首先确定评价参值比。对于污水处理厂产生的污泥及其隐含的重金属，可以利用单因子指数法分离其中能够相互融合的物质，使其中每一种重金属都具备一定的独立性。计算对应的因子分离系数，公式如下：

式中：为因子分离系数；为制动结构功率；为污染控制比值。

得出因子分离系数后，计算实测重金属含量，公式如下：

式中：为实测重金属含量；为环境质量指数；为质量标准；为综合污染指数；为平均对比值。

在污染范围内，计算评价参值比，公式如下：

式中：为实测因子分离值；为综合指数。

通过以上计算，最终得出实际的评价参值比。可以利用该数值对污染的程度和范围进行具体划分。

1.2 建立生态风险评价模型的复合分析结构

确定评价参值比后，建立生态风险评价模型的复合分析结构。要依据实际情况，建立复合分析集和对应的处理数据库，编制对应的分析集指令和传输协议。根据实测的数值，将数据信息带入编制平台中，更改原本的应用属性，并调整分析模式为开放模式。将数据信息依照类型分类，逐次分层添加，编制成需要使用的指令，获取对应的执行协议，将其同时添加在结构中。建立更高层级的结构，这部分主要对较为复杂的生态风险问题进行处理，如图1 所示。

图1 生态风险评价流程结构

依据图1 的结构进行生态风险评价，生态问题进行处理或者风险测评时会涉及很多方面的利益，这就需要评价结构具备一定的灵活应用性。传统的生态风险分析模型结构较为单一、落后，面对简单的、单层次结构的生态问题，传统的评价模型可以给予较为科学、详细的评判，但是一旦面对复杂、多层次的问题，单一结构不能满足评价结构的需要，就会产生评价结果不全面、不准确的情况，对污泥、污水排放造成较为严重的影响。因此，灵活的结构可以更好地完成生态风险评价，再加上与数据库的关联，可以进一步提升结构的兼容性，扩大分析范围，增强分析结果的准确性。

1.3 利用潜在生态风险指数法构建生态风险评价模型

建立生态风险评价模型的复合分析结构后，可以利用潜在生态风险指数法构建生态风险评价模型。首先需要建立潜在生态风险的描述算法，并计算描述算法的实际执行率，公式如下：

式中：为描述算法的实际执行率；为风险误差值；为参照比值；为评价极限值。

将算法模式添加在对应的生态风险评价结构中，并依据实际情况，构建评价等级，根据污泥重金属含量，对相应的风险情况进行评价分析。具体评判标准如表1 所示。

表1 风险评判标准

根据表1 中的标准，依据实际风险情况进行分析。利用潜在风险固定指数，评判此时模型分析能力和可以评价的程度。经检测，保证基本测试评价能力后，将其添加到对应的模型中。生态风险主要分为四种类型，即低级、中级、中高级和高级。依据分析判断的数据信息，对风险定级，同时对潜在风险进行单独标注，建立生态风险评价模型。

2 模型性能测试

2.1 测试准备阶段

设置测试环境和指标参数，分别选取3 个污水处理厂作为本次测试的样本获取地。从3 个污水处理厂取得150 g 化工污泥，将其放置在测试培养皿中备用。准备20 g 钠放入污泥样品中，使污泥中的重金属结构处于分离状态，以确保试验的准确性。在不同地区的污泥中，提取的重金属元素也是不同的，将其分为3 组，分别为传统的数据风险模型测试组、传统的应变风险评价测试组和本文所设计的潜在生态风险模型测试组，对其同时进行测试。

2.2 测试过程及结果

完成以上测试准备工作后，对3 组样本同时进行测试。将As 溶液滴入样品中，静置0.5 h，使其产生浸出液。再将Cr 测试液滴入样本中，分离重金属元素中的毒性结构。利用专业的设备仪器测量对应的数据，然后利用测量数据，再加上实际的指标参数，计算风险指数（）均值。

式中：为风险指数均值；为抑制惯性函数。

通过计算可以得出3 组测试数据，将数据添加在生态风险评价模型中，并对其进行分析，结果如表2 所示。

表2 模型测试结果

由表2 可知，在相同的测试环境下，不同地区污泥的重金属含量不同，通过对比3 组测试结果，发现最终得出的风险指数均值比前两种传统方法更低，这表明潜在生态风险模型测试组的评价结果更为准确，具有一定的实际应用意义。

3 结语

传统的污泥重金属处理方法较为单一，会对环境造成负面影响，不符合可持续发展要求。所以，在对其进行处理时，要建立风险评价模型，采集数据信息，进行生态风险评价与分析。要利用科学严谨的方式规划工业园区，对污水、污泥实行集中处理，在环境无影响的基础上消除污泥中的重金属，再对污泥实施排放，最大限度地实现再利用，提升污水、污泥的综合处理能力和重金属消除能力。