污泥重金屬生態風險評價范文

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《中國資源綜合利用雜志》2014年第十二期

1污泥潛在生態風險評價技術方法

1.1地累指數法地累指數法（Indexofgeoaccumulation，Igeo）是由德國學者Muller于1969年提出［9］，目前已被廣泛作為研究沉積物中重金屬污染程度的定量指標。以沉積物中重金屬含量的高低反映污染水平［10］，適用于研究現代沉積物中重金屬污染的評價。涂劍成等［8］采用地累指數法對我國東北地區部分污水處理廠污泥重金屬潛在風險評價進行了對比研究，發現各污泥中Cr和Ni的Igea指數均小于0。表明污泥中Cr和Ni對耕地土壤環境無污染風險；大部分污泥樣品中Cu和Zn的污染程度為中度污染到強污染之間，污泥中Zn的潛在生態風險程度最高。總體上看，污泥進入耕地黑土環境前，應降低Cu、Zn和Mn的含量。

1.2內梅羅綜合指數法內梅羅綜合指數法（Nemerouindex）常用于評估土壤重金屬污染程度［11］，現已逐漸被引入研究污泥重金屬的污染程度。評價方法首先根據公式計算出每個污泥樣品中各個重金屬元素的內梅羅單項污染指數，然后再計算各樣品所有重金屬的綜合污染指數。某樣品中某種重金屬元素的內梅羅單項污染指數計算公式為。內梅羅綜合指數分為5級：PI≤0.7時，污染程度為清潔；0.7>PI≤1時，污染程度為尚清潔；1<PI≤2時，污染程度為輕度污染；2<PI≤2時，污染程度為輕度污染；2<PI≤3時，污染程度為中度污染；PI>3時，污染程度為中度污染［11］。涂劍成等采用內梅羅綜合指數法和地累指數法對某污水處理廠污泥重金屬潛在生態風險進行了表征。結果表明，各污泥對應的內梅羅綜合指數反映出各污泥總體對耕地土壤環境存在嚴重的潛在生態風險，由于內梅羅指數不僅考慮到各種影響參數的平均污染狀況，而且特別強調了污染最嚴重的因子，同時在加權過程中避免了權系數中主管因素的影響。因此克服了平均值法各種污染物分擔的缺陷，能較好反映污泥總體上潛在的生態風險。

1.3潛在生態風險指數法潛在生態風險指數法（PotentialEcologicalRiskIndex）是瑞典科學家Hacanson根據重金屬性質及其環境行為特點，從沉積學角度提出來的對土壤或沉積物中重金屬污染進行評價的方法。該方法不僅考慮土壤重金屬含量，而且將重金屬的生態效應、環境效應與毒理學聯系在一起，采用具有可比的、等價屬性指數分級法進行評價，并定量地區分出潛在生態危害程度，是應用比較廣泛、比較先進的方法。寧建鳳等采用潛在生態風險指數法對廣東大中型水庫底泥重金屬的生態風險進行了調查與評價［16］，其研究結果表明：粵北大中型水庫底泥重金屬具有很強的潛在生態風險，其中Cd潛在生態風險系數最大。

1.4風險評價碼法重金屬的生物毒性和生態效應與其賦存形態密切相關，因此在進行潛在的生態風險評價時，需要考慮其賦存形態的影響。沉積物中重金屬的賦存形態有可交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物結合態、有機質結合態，以及存在于晶格礦物中的殘渣態等。可交換態及碳酸鹽結合態存在的重金屬，由于其鍵合微弱，易與上層水體相互交換，因而具有快速生物可利用性，常用于生態風險評價［17］。風險評價碼（riskassessmentcode，RAC）方法是常用的沉積物中重金屬的風險表征手段，以碳酸鹽結合態和離子可交換態的重金屬占重金屬總量的質量百分數來表征［18］。有學者在河北灤河一些采樣點的沉積物中發現，Cd的RAC已超過50%［19］。采用RAC評價沉積物中重金屬風險，可反映重金屬賦存形態的生物有效性，但還應考慮重金屬的總質量，若金屬總質量很低，即使RAC很高，也不宜判定為高風險。

1.5改進型潛在生態風險指數法相比RAC法，潛在生態風險評價指數法（ModifiedPotentialEcologicalRiskIndex）對重金屬的化學形態未予以區分。越來越多的研究表明，相對于重金屬的總量，重金屬元素的生物有效態含量更能反映出其生態毒性大小。因此朱慧娜等對潛在生態風險評價指數法進行了修正。參考風險評價碼法適當考慮了重金屬元素的不同化學形態對生態風險的貢獻度［20］，并使用MRI對霞灣港底泥重金屬生態風險進行了評價。波蘭學者在此研究基礎上，將MRI用于了污泥堆肥中重金屬的生態風險評價［21］，拓展了MRI的研究使用范圍，為污泥中重金屬生態風險評價提供了新的思路。

2結論

（1）污泥中由于大量營養元素的存在以及土地資源的日益緊缺，土地利用成為了最有潛力的處置與利用方式，然而由于其中往往含有多種重金屬元素，致使污泥的土地利用仍然備受爭議。（2）污泥中重金屬元素的潛在生態風險已經引起了研究者和管理者的廣泛關注，但由于相關標準的缺失致使如何對污泥中重金屬生態風險進行客觀評價成為研究的焦點。（3）污泥重金屬常用潛在生態風險評價方法中地累指數法、內梅羅指數法等未考慮不同重金屬的毒性效應不同；風險評價碼法未考慮重金屬含量全量水平；潛在生態風險評價指數法未充分考慮重金屬元素的不同化學形態。因而其評價結論難以客觀反應生態風險實際情況，而經過修正的潛在生態風險評價指數法（MRI）綜合考慮了不同重金屬元素的毒性效應和重金屬元素不同化學形態的生物有效性，其評價結論可能更為客觀。建議在研究和應用中優先采用。

作者：李敏宋興偉李超單位：南京市環境監測中心站江蘇省環境監測中心江蘇省水文水資源勘測局徐州分局