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1、李曉晨等:浸提劑pH值對(duì)污泥中重金屬浸出的影響193浸提劑pH值對(duì)污泥中重金屬浸出的影響李曉晨1,趙麗2,印華斌21.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院,山東泰安271018;2.河海大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇南京210098摘要:為了探討浸提劑的pH對(duì)污泥中重金屬釋放的影響,采集了我國(guó)四個(gè)典型城市污水廠的剩余污泥,應(yīng)用固體廢物浸出毒性的浸出方法(GB5086.2-1997),以不同pH值的浸提劑對(duì)污泥中重金屬的浸出特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,污泥中的Cr和Fe的最大浸出質(zhì)量濃度分別出現(xiàn)在6.5~7.0和5.0左右的pH值范圍;Mo和Ni的浸出質(zhì)
2、量濃度則隨著浸提劑pH值的升高而升高;而Zn和Mn的浸出質(zhì)量濃度則隨著浸提劑pH的升高而降低。這表明,浸提劑的pH值對(duì)污泥中重金屬的浸出具有顯著的影響,而且pH值對(duì)污泥中重金屬浸出的影響因重金屬的不同而存在較大的差異。關(guān)鍵詞:pH值,提取劑,浸出特性,重金屬,污泥中圖分類號(hào):X132文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-2175(2008)01-0190-05李曉晨等:浸提劑pH值對(duì)污泥中重金屬浸出的影響193表1實(shí)驗(yàn)所用主要的儀器Table1Mainexperimentalequipmentsusedinpresentstudy序號(hào)儀器名稱型號(hào)產(chǎn)地1
3、便攜式電導(dǎo)儀Sension5美國(guó)HACH2便攜式酸堿度測(cè)試儀JENCO6010上海任氏電子有限公司3超純水器SAGA-10T上海賽鴿電子科技有限公司4電熱鼓風(fēng)干燥箱DGH-9123A上海圣欣科學(xué)儀器有限公司5水浴恒溫振蕩器SHA-BA江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司6臺(tái)式離心機(jī)TDL-40B上海安亭科學(xué)儀器廠7ICP-AESLeeman-LABS美國(guó)利曼-徠伯斯公司(Leeman-LABS,Prodigy)污泥是污水生物處理過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物,是由多種微生物形成的菌膠團(tuán)與其吸附的有機(jī)物和無機(jī)物組成的集合體[1,2]。由于污泥中含有豐富的有可利用價(jià)值
4、的有機(jī)質(zhì)、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),所以污泥農(nóng)用則成為污泥資源化處置的有效方法之一[3-5]。然而,污泥農(nóng)用也存在一些潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),例如富集于污泥中的重金屬、病原體等。有關(guān)資料表明,由于受污水廠運(yùn)行費(fèi)用等因素的影響,我國(guó)許多城市污水廠仍采取就近購(gòu)地露天堆放的簡(jiǎn)單方法處理剩余污泥[6]。在周圍環(huán)境中多種條件的長(zhǎng)期作用下,特別是酸雨作用下,污泥的露天堆放會(huì)導(dǎo)致其中部分有害微量元素發(fā)生淋溶而析出,進(jìn)而滲透到土壤或地下水中,從而降低土壤功能、污染水質(zhì)、影響生態(tài)環(huán)境和人體健康[7,8]。近年來,城市污泥中重金屬的含量及其在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化趨勢(shì)受到環(huán)境科學(xué)以及土壤科學(xué)
5、研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注[9,10]。浸出毒性實(shí)驗(yàn)可有效地模擬污泥與水接觸時(shí)污泥中重金屬的釋放規(guī)律,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對(duì)污泥中重金屬的浸出毒性及淋溶特性等方面做了大量的研究[7,11,12]。pH主要通過對(duì)污泥中的物理、化學(xué)以及生物反應(yīng)過程的影響來間接影響其中重金屬的有效性[13-15]。浸提劑的pH值會(huì)直接影響到浸出毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性,而我國(guó)的“固體廢物浸出毒性的浸出方法(GB5086.2-1997)”[16]中并沒有規(guī)定浸出液的pH值的控制情況。因此,探討浸提劑pH值對(duì)污泥中重金屬的浸出特性的影響,對(duì)污泥中重金屬的潛在浸出能力以及預(yù)測(cè)其潛在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)
6、等具有重要的意義。1材料與方法1.1樣品處理及儀器材料(1)污泥樣品采集及預(yù)處理本實(shí)驗(yàn)中所用污泥分別取自北京市高碑店污水廠(S1)、濟(jì)南第二污水廠(S2)、南京江心州污水廠(S3)和廈門污水廠(S4)的剩余污泥。上述四個(gè)城市污水處理場(chǎng)均采用傳統(tǒng)的活性生物污泥處理工藝,在我國(guó)的城市污水處理中具有一定的代表性。采集后的污泥樣品經(jīng)風(fēng)干、磨碎,過20目尼龍篩后,裝入玻璃瓶置于陰涼干燥處待分析。(2)主要實(shí)驗(yàn)儀器本研究所用的主要實(shí)驗(yàn)儀器及型號(hào)見表1。1.2分析方法(1)污泥的理化指標(biāo)污泥理化指標(biāo)的測(cè)定依據(jù)《土壤農(nóng)化分析》中的相應(yīng)方法[17]。李曉晨等:浸提劑
7、pH值對(duì)污泥中重金屬浸出的影響193(2)污泥中重金屬浸出實(shí)驗(yàn)污泥樣品中重金屬的浸出實(shí)驗(yàn)我國(guó)的“固體廢物浸出毒性的浸出方法(GB5086.2-1997)”,簡(jiǎn)述如下:稱取污泥樣品2.0000±0.0005g,置于容積為250mL的聚乙烯瓶?jī)?nèi),以泥水比1∶10(m/V,g·mL-1)的比例加入浸取液,以超純水(pH=6.7±0.2)作為浸取液,置入水浴恒溫振蕩器(110±2r·min-1),在室溫下振蕩浸取8h,然后靜止16h后取出,在預(yù)先安裝好濾膜(0.45μm)的過濾裝置上過濾,收集全部濾液即為浸出液,4℃下保存待測(cè)。由于金屬的浸出與浸提液的pH
8、具有很大的關(guān)系,而國(guó)標(biāo)浸出標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定浸出液的pH值的控制情況。因此,本文對(duì)不同pH條件下的浸出情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。浸出