污泥重金属生态风险评价范文

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《中国资源综合利用杂志》2014年第十二期

1污泥潜在生态风险评价技术方法

1.1地累指数法地累指数法（Indexofgeoaccumulation，Igeo）是由德国学者Muller于1969年提出［9］，目前已被广泛作为研究沉积物中重金属污染程度的定量指标。以沉积物中重金属含量的高低反映污染水平［10］，适用于研究现代沉积物中重金属污染的评价。涂剑成等［8］采用地累指数法对我国东北地区部分污水处理厂污泥重金属潜在风险评价进行了对比研究，发现各污泥中Cr和Ni的Igea指数均小于0。表明污泥中Cr和Ni对耕地土壤环境无污染风险；大部分污泥样品中Cu和Zn的污染程度为中度污染到强污染之间，污泥中Zn的潜在生态风险程度最高。总体上看，污泥进入耕地黑土环境前，应降低Cu、Zn和Mn的含量。

1.2内梅罗综合指数法内梅罗综合指数法（Nemerouindex）常用于评估土壤重金属污染程度［11］，现已逐渐被引入研究污泥重金属的污染程度。评价方法首先根据公式计算出每个污泥样品中各个重金属元素的内梅罗单项污染指数，然后再计算各样品所有重金属的综合污染指数。某样品中某种重金属元素的内梅罗单项污染指数计算公式为。内梅罗综合指数分为5级：PI≤0.7时，污染程度为清洁；0.7>PI≤1时，污染程度为尚清洁；1<PI≤2时，污染程度为轻度污染；2<PI≤2时，污染程度为轻度污染；2<PI≤3时，污染程度为中度污染；PI>3时，污染程度为中度污染［11］。涂剑成等采用内梅罗综合指数法和地累指数法对某污水处理厂污泥重金属潜在生态风险进行了表征。结果表明，各污泥对应的内梅罗综合指数反映出各污泥总体对耕地土壤环境存在严重的潜在生态风险，由于内梅罗指数不仅考虑到各种影响参数的平均污染状况，而且特别强调了污染最严重的因子，同时在加权过程中避免了权系数中主管因素的影响。因此克服了平均值法各种污染物分担的缺陷，能较好反映污泥总体上潜在的生态风险。

1.3潜在生态风险指数法潜在生态风险指数法（PotentialEcologicalRiskIndex）是瑞典科学家Hacanson根据重金属性质及其环境行为特点，从沉积学角度提出来的对土壤或沉积物中重金属污染进行评价的方法。该方法不仅考虑土壤重金属含量，而且将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，采用具有可比的、等价属性指数分级法进行评价，并定量地区分出潜在生态危害程度，是应用比较广泛、比较先进的方法。宁建凤等采用潜在生态风险指数法对广东大中型水库底泥重金属的生态风险进行了调查与评价［16］，其研究结果表明：粤北大中型水库底泥重金属具有很强的潜在生态风险，其中Cd潜在生态风险系数最大。

1.4风险评价码法重金属的生物毒性和生态效应与其赋存形态密切相关，因此在进行潜在的生态风险评价时，需要考虑其赋存形态的影响。沉积物中重金属的赋存形态有可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态，以及存在于晶格矿物中的残渣态等。可交换态及碳酸盐结合态存在的重金属，由于其键合微弱，易与上层水体相互交换，因而具有快速生物可利用性，常用于生态风险评价［17］。风险评价码（riskassessmentcode，RAC）方法是常用的沉积物中重金属的风险表征手段，以碳酸盐结合态和离子可交换态的重金属占重金属总量的质量百分数来表征［18］。有学者在河北滦河一些采样点的沉积物中发现，Cd的RAC已超过50%［19］。采用RAC评价沉积物中重金属风险，可反映重金属赋存形态的生物有效性，但还应考虑重金属的总质量，若金属总质量很低，即使RAC很高，也不宜判定为高风险。

1.5改进型潜在生态风险指数法相比RAC法，潜在生态风险评价指数法（ModifiedPotentialEcologicalRiskIndex）对重金属的化学形态未予以区分。越来越多的研究表明，相对于重金属的总量，重金属元素的生物有效态含量更能反映出其生态毒性大小。因此朱慧娜等对潜在生态风险评价指数法进行了修正。参考风险评价码法适当考虑了重金属元素的不同化学形态对生态风险的贡献度［20］，并使用MRI对霞湾港底泥重金属生态风险进行了评价。波兰学者在此研究基础上，将MRI用于了污泥堆肥中重金属的生态风险评价［21］，拓展了MRI的研究使用范围，为污泥中重金属生态风险评价提供了新的思路。

2结论

（1）污泥中由于大量营养元素的存在以及土地资源的日益紧缺，土地利用成为了最有潜力的处置与利用方式，然而由于其中往往含有多种重金属元素，致使污泥的土地利用仍然备受争议。（2）污泥中重金属元素的潜在生态风险已经引起了研究者和管理者的广泛关注，但由于相关标准的缺失致使如何对污泥中重金属生态风险进行客观评价成为研究的焦点。（3）污泥重金属常用潜在生态风险评价方法中地累指数法、内梅罗指数法等未考虑不同重金属的毒性效应不同；风险评价码法未考虑重金属含量全量水平；潜在生态风险评价指数法未充分考虑重金属元素的不同化学形态。因而其评价结论难以客观反应生态风险实际情况，而经过修正的潜在生态风险评价指数法（MRI）综合考虑了不同重金属元素的毒性效应和重金属元素不同化学形态的生物有效性，其评价结论可能更为客观。建议在研究和应用中优先采用。

作者：李敏宋兴伟李超单位：南京市环境监测中心站江苏省环境监测中心江苏省水文水资源勘测局徐州分局