污泥基生物炭中重金属的形态分布及潜在生态风险研究

重金属是城市污泥资源化利用的限制因子。炭化是污泥处理处置的重要途径。本研究中采用 Tessier 序列提取方法研究城市污水处理厂污泥及不同温度制备（300~700℃）的污泥基生物炭中重金属的形态分布，并运用Hakanson方法评价污泥及污泥基生物炭的潜在生态风险。结果表明：污泥和污泥生物炭中重金属含量最高的均为Zn和Cu。污泥及污泥基生物炭中重金属含量总体的次序规律是：Zn>Cu>Ni>As>Pb>Cd。随着热解温度增加，重金属更多的转化到残渣态中。600~700℃制备的污泥基生物炭中的重金属主要分布残渣态中，除Ni之外。热解温度为700℃时，污泥基生物炭中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni和As的残渣态分别占到95%、53%、71%、59%、57%和58%。根据单个重金属的潜在生态指数（Er）可知，污泥及污泥基生物炭中的主要风险因子是As﹑Cd和Zn。当热解温度为700℃时，污泥基生物炭的潜在风险指数（RI）从原污泥的489.32降低至73.27。可见，污泥基生物炭中重金属的潜在生态风险显著降低。因此，从重金属环境风险的角度考虑，污泥基生物炭制备的合适温度在600~700℃。