陕西省城镇污水重金属污染水平及处置去向研究

李养养 曹磊

（陕西省环境监测中心站 陕西西安 710054）

重金属污染具有长期性、累积性、潜伏性和危害不可逆性等特点，其危害大、治理成本高、难度大。本文主要对全省城镇市政污水、污水处理厂进水和排水、污水厂污泥中 Hg、Cr、Cd、Pb、As等金属或类金属污染物浓度水平进行监测与调查，获取了近3000个有效数据。通过对数据的分析，研究重金属污染水平和去向。

1 城镇市政污水重金属污染水平

城镇市政污水中含有多种重金属污染物，其来源复杂多样。如生活污水对市政污水Hg的贡献率约为39.4%[1]，医院污水对市政污水Hg的贡献率约为5.48%[2]，其余重金属和类重金属的污染来源尚不明确。本次共获取了全省的504个市政污水样品，通过科学检测，取得126组重金属有效日均浓度值，具体见表1。

表1 陕西省城镇污水重金属污染水平

表3 陕西省城镇污水处理厂污泥重金属污染水平

结果表明，城镇市政污水重金属污染总体水平较低,均属于痕量级别，但由于污水量大,Hg、Cr、Cd、Pb、As5种重金属污染物的产生总量超过114 t/a。其中总镉、六价铬及烷基汞平均浓度很低；总汞、总铬、总砷及总铅4项指标平均浓度较低，除个别城市的个别指标偏高或偏低（如西安市的汞明显高于其它地市）外，大部分城镇浓度水平基本相当，地区间差异不大。

2 重金属污染去向

城镇污水系统重金属主要去向为管网内部沉积、污水处理削减和排入水环境三方面，其中污水处理削减和排入水环境是最主要的去向。

2.1 污水处理削减情况

（1）削减量：本次研究在全省20多个较大的城镇污水厂进、出水口设监测点，每季度监测一次，每次进、出口各采4个分布均匀的瞬时样，共计采集1000个样品（其中进水和出水各500个），通过检测获取了125组进、出口重金属有效日均浓度，具体见表2。

表2 陕西省城镇污水处理厂重金属污染水平

数据表明，陕西省城镇污水管网与污水处理厂进口主要重金属污染物浓度分布和水平基本一致，按照2011年全省城镇污水处理厂处理水量5.186×108m3核算，全年进入污水处理厂的Hg、Cr、Pb、As 4种重金属或类金属污染物总量约为39.10 t，削减量为23.49 t，总去除率为60.1%。

（2）去向：污水厂削减重金属污染物的最主要去向是进入污泥。根据污泥产生量及含水率等数据核算污泥中重金属含量，具体见表3。

表 3表明全省污水厂污泥中 Hg、Cd、Cr、Cu、As、Pb、Zn和 Ni 8种重金属总含量在0.56～1.54‰干重之间，总量约为154.03 t。含量由高到低排序为Zn＞Cu＞Pb＞Cr＞Ni＞As＞Hg＞Cd。其中Hg、Cr、As和Pb 4种重金属污染物总含量在0.04～0.22‰干重之间，总量约为22.54 t。

表2和表3数据表明，进入污泥而脱除的Hg、Cr、As、Pb 4种污染物分别占污水处理过程削减总量的80.6%、73.2%、76.5%和140%。污泥中Hg、Cr、As的量均占年削减量70%～80%，污泥是污水处理过程中重金属类污染物的主要去向和去除途径。

2.2 排入水环境

城镇市政污水中的重金属类污染物排入水环境主要是通过污水处理厂处理后排放和未经处理直接排放。具体量见表4。

表4 城镇污水排入外环境重金属污染量统计

表4数据表明，2011年进入城市污水系统的Hg、Cr、Cd、Pb、As5种重金属或类金属污染物总量约114 t，其中处理削减量仅为23.49 t，仅占产生量的20.6%，其余89.64 t全部直接或间接排入城镇外围水环境，约占产生量的79.4%，除Cd外其余4种污染物的外排比例分别为Hg75.8%、Cr 76.0%、As 84.9%、Pb 81.5%，其中绝大部分为未经处理的直接排放。

3 结语

目前陕西省城镇市政污水中重金属污染总体水平较低,均属于痕量级别，但由于污水量大,Hg、Cr、Cd、Pb、As 5种重金属污染物的产生总量超过114 t/a。

集中式城镇污水处理厂是市政污水中重金属污染物总量削减的有效途径，其对污水中Hg、Cr、Pb、As等重金属均有明显的削减效果，去除率分别在40%～76%之间。污泥是重金属的最主要去向，约占削减量的80%。另外2011年全省市政污水中超过20%的Hg等重金属污染物经污水处理厂处理后削减，剩余约80%未经处理或处理后排入外围水环境。

4 问题及讨论

（1）城镇污水处理厂处理能力不足，运行状况较差，影响了重金属污染的处理效果。

（2）污泥是城镇市政污水中重金属污染物的最主要去除途径，其中富集约50%～80%的重金属污染物，污泥的科学处置和利用既是市政污水处理的重点，也是二次污染控制的难点。污泥中Hg、Cr等元素含量都超过区域耕地土壤含量均值，其农用过程中具有一定的生态风险性[3]。资源化利用是有效解决重金属等二次污染的最佳途径[4]，因此污泥综合利用的风险研究，污泥中重金属污染控制研究[5]，及其资源化利用途径和技术研究[6]等均是下一步的研究重点和方向。

[1]林海,赵丽君,柯真山,何建敏,李建坡.生活污水汞的排放及对市政污水中汞的贡献.环境科学与管理,2008,33(9).

[2]施春红,林海,柯真山,菅小东,兰儒.医院用汞对市政污水中汞的贡献.环境科学研究,2007,20(5).

[3]刘敬勇,孙水裕,许燕滨,谢武明,陈涛,陈敏婷.广州城市污泥中重金属的存在特征及其农用生态风险评价.环境科学学报,2009,29(12).

[4]莫测辉,吴启堂,蔡全英,李桂荣,蒋成爱.论城市污泥农用资源化与可持续发展.应用生态学报,2000,11(1).

[5]黄雅曦,李季,李国学,黄研.污泥资源化处理与利用中控制重金属污染的研究进展.中国生态农业学报,2006,14(1).

[6]马娜,陈玲,何培松,赵建夫.城市污泥资源化利用研究.生态学杂志,2004,23(1).