隨著我國(guó)污水處理設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，伴隨產(chǎn)生的污泥量日益增加，2016年我國(guó)城鎮(zhèn)污泥產(chǎn)量已達(dá)到4300萬(wàn)噸（以含水率80％計(jì)），污泥處理處置所面臨的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻。泥質(zhì)是制約污泥資源化利用和安全處置的主要因素，長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)于城市污泥中重金屬含量、分布以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的研究較多，而對(duì)于有機(jī)污染物分布狀況的研究較少。雖然我國(guó)系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了污泥中礦物油、揮發(fā)酚、總氰化物、苯并（a）芘、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物的限值，但是受制于檢測(cè)能力和重視程度，鮮有污泥的產(chǎn)生、消納或者監(jiān)管單位對(duì)有機(jī)污染物含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)難以有效執(zhí)行。

石油化工、煉焦、造紙、化工、農(nóng)藥、瀝青加工等行業(yè)的廢水是城市污水中有機(jī)污染物的重要來(lái)源。污水處理的不同階段對(duì)有機(jī)污染物的作用不同，一般在一級(jí)處理過(guò)程中主要通過(guò)吸附作用去除有機(jī)污染物，在二級(jí)處理過(guò)程中則通過(guò)生物降解作用去除。而低水溶性的礦物油、多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物在辛醇/水之間的分配系數(shù)很大，易被污泥吸附，難被生物降解，導(dǎo)致污水中的有機(jī)污染物高度富集于污泥中。污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)的工業(yè)企業(yè)類型、清潔生產(chǎn)水平、廢水預(yù)處理工藝、排水體制等存在差異，污泥中有機(jī)污染物成分和含量也會(huì)有所不同。本研究調(diào)研了我國(guó)重點(diǎn)流域典型城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中有機(jī)污染物的含量特征，并分析了其潛在來(lái)源，以期為污泥的資源化利用提供參考。

1.1調(diào)研范圍

本研究調(diào)研范圍覆蓋太湖、巢湖、海河、遼河、滇池和三峽庫(kù)區(qū)及上游等6大流域，包括上海、常州、嘉興、太倉(cāng)、無(wú)錫、合肥、天津、唐山、赤峰、昆明、重慶等11座城市的58座城鎮(zhèn)污水處理廠（見(jiàn)表1），總設(shè)計(jì)污水處理能力為983萬(wàn)噸/日，實(shí)際污水處理能力853萬(wàn)噸/日。

表1 調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠分布

1.2取樣與檢測(cè)方法

本研究于2014年6月至2015年6月對(duì)調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠所產(chǎn)生污泥進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)取樣，取樣點(diǎn)位于各廠污泥脫水機(jī)房出泥口，取樣次數(shù)為1～3次（若進(jìn)水中工業(yè)廢水比例較高，則在不同時(shí)間多次取樣，檢測(cè)數(shù)據(jù)取平均值），樣品質(zhì)量不小于1kg，所有污泥樣品均送往CMA認(rèn)證的第三方實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)方法見(jiàn)表2。

表2檢測(cè)項(xiàng)目與檢測(cè)方法

2.1含量特征

調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠污泥有機(jī)污染物含量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表3。礦物油在所有污泥樣品中均有檢出，總氰化物、多環(huán)芳烴、可吸附有機(jī)鹵化物的檢出頻率均超過(guò)了50%，苯并（a）芘和多氯聯(lián)苯的檢出頻率相對(duì)較低。不同種類有機(jī)污染物在污泥中的含量存在顯著差異，按照平均值大小排序依次為：礦物油＞可吸附有機(jī)鹵化物＞揮發(fā)酚＞總氰化物＞多環(huán)芳烴＞苯并（a）芘＞多氯聯(lián)苯。其中，各項(xiàng)指標(biāo)的中值均遠(yuǎn)小于平均值，表明不同來(lái)源污泥有機(jī)污染物含量差異較大，平均值受少部分較大數(shù)據(jù)影響顯著。

表3 污泥有機(jī)污染物含量統(tǒng)計(jì)分析

2.2累積頻次分布

（1）礦物油

污泥中礦物油含量分布特征曲線見(jiàn)圖1。礦物油含量平均值為1090mg/kg，其中80%置信區(qū)間內(nèi)污泥礦物油含量為38 mg/kg～2340mg/kg，平均值為479mg/kg。礦物油含量高于500mg/kg的污泥樣本比例為36%，高于3000mg/kg的污泥樣本比例為9%。

圖1 污泥礦物油含量分布特征

（2）揮發(fā)酚

污泥中揮發(fā)酚含量分布特征曲線見(jiàn)圖2。揮發(fā)酚含量平均值為10.54mg/kg，其中80%置信區(qū)間內(nèi)污泥揮發(fā)酚含量為0.07～22.80mg/kg，平均值為6.36mg/kg。污水廠泥質(zhì)、土地改良、制磚、混合填埋用泥質(zhì)要求揮發(fā)酚含量低于40mg/kg，調(diào)研范圍內(nèi)揮發(fā)酚含量超標(biāo)的污泥樣品數(shù)量占總樣本數(shù)的5%。

圖2 污泥揮發(fā)酚含量分布特征

（3）總氰化物

污泥中總氰化物含量分布特征曲線見(jiàn)圖3�？偳杌�物含量平均值為3.11mg/kg，其中29%的污水處理廠污泥中總氰化物未檢出。污水廠泥質(zhì)、土地改良、制磚、混合填埋用泥質(zhì)要求總氰化物含量低于10mg/kg，調(diào)研范圍內(nèi)有僅有個(gè)別污水處理廠污泥總氰化物含量超標(biāo)，占總樣本數(shù)的2%。

圖3 污泥總氰化物含量分布特征

（4）多環(huán)芳烴

調(diào)研范圍內(nèi)52%的污水處理廠污泥中多環(huán)芳烴有檢出，多環(huán)芳烴含量為0～11.90mg/kg，平均值為2.49mg/kg。污泥中多環(huán)芳烴含量超過(guò)5mg/kg的樣本比例為11%，超過(guò)6mg/kg的樣本比例為9%。

（5）苯并（a）芘

調(diào)研范圍內(nèi)27%的污水處理廠污泥中苯并（a）芘有檢出，苯并（a）芘含量為0～4.12mg/kg，平均值為0.67mg/kg。農(nóng)用、園林綠化、林地用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求污泥中苯并（a）芘小于3mg/kg，調(diào)研范圍內(nèi)有僅有個(gè)別污水處理廠污泥苯并（a）芘含量超標(biāo)，占總樣本數(shù)的2%。

（6）多氯聯(lián)苯

調(diào)研范圍內(nèi)18%的污水處理廠污泥中多氯聯(lián)苯有檢出，多氯聯(lián)苯含量為0～0.14mg/kg。土地改良用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求污泥中多氯聯(lián)苯小于0.2mg/kg，調(diào)研范圍內(nèi)所有污水處理廠污泥多氯聯(lián)苯含量均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

（7）可吸附有機(jī)鹵化物

調(diào)研范圍內(nèi)52%的污水處理廠污泥中可吸附有機(jī)鹵化物有檢出，可吸附有機(jī)鹵化物含量為0～1025mg/kg，平均值為145mg/kg。土地改良、園林綠化用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求污泥中可吸附鹵化物含量小于500mg/kg，調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠污泥可吸附有機(jī)鹵化物含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求的比例為8%。

2.3超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)

礦物油、多環(huán)芳烴、可吸附有機(jī)鹵化物、揮發(fā)酚含量超過(guò)各項(xiàng)泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值的頻率均高于5%，尤其是礦物油含量超過(guò)農(nóng)用A級(jí)泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的頻率達(dá)到了36%。礦物油易使有機(jī)體包蓋或窒息，被攝入則易與有機(jī)體內(nèi)脂肪或其他組織結(jié)合，破壞新陳代謝和正常功能；多環(huán)芳烴具有致畸性、致癌性和致突變性，在環(huán)境中難降解易累積，可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體；可吸附有機(jī)鹵化物水溶性低、脂溶性高，能夠在生物體內(nèi)聚集，部分有機(jī)鹵化物已經(jīng)被證實(shí)具有潛在致癌和致突變性；揮發(fā)酚屬高毒物質(zhì)，長(zhǎng)期飲用被酚污染的水可引起頭暈、出疹、瘙癢、貧血及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。污泥中上述污染物的超標(biāo)頻次較高，在土地利用等處置過(guò)程中需對(duì)其環(huán)境與人體健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

總氰化物和苯并（a）芘超標(biāo)頻率相對(duì)較低，僅有個(gè)別樣本存在超標(biāo)現(xiàn)象；多氯聯(lián)苯的檢出率較低，且檢出含量均不超過(guò)0.2mg/kg，滿足土地改良用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

值得注意的是，在厭氧消化、好氧堆肥等污泥穩(wěn)定化過(guò)程中，部分有機(jī)污染物可能發(fā)生降解作用。徐為中等研究發(fā)現(xiàn)厭氧消化可明顯降低污泥中多環(huán)芳烴的含量；花莉研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)50天的堆肥處理，污泥中16種EPA優(yōu)控多環(huán)芳烴的含量降低了79%，其中菲、二苯并(a)蒽和芴的去除率分別達(dá)到了93%、83%和30%；梁晶等研究發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴化合物環(huán)數(shù)越少降解效果越好。

調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠污泥各項(xiàng)有機(jī)污染物指標(biāo)超標(biāo)頻率匯總結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 有機(jī)污染物指標(biāo)超標(biāo)頻率分析（標(biāo)準(zhǔn)限值單位：mg/kg）

3.1有機(jī)污染物來(lái)源

與重金屬相比，工業(yè)廢水中有機(jī)污染物的處理較為困難，且環(huán)保監(jiān)測(cè)與監(jiān)管相對(duì)較弱，工業(yè)企業(yè)很少針對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行預(yù)處理。在污水處理過(guò)程中，污水中有機(jī)污染物通過(guò)吸附或者沉淀轉(zhuǎn)移到了污泥中，污泥中有機(jī)污染物含量與污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)工業(yè)企業(yè)的廢水排放密切相關(guān)。本研究結(jié)合實(shí)際調(diào)研與文獻(xiàn)研究結(jié)果對(duì)含有機(jī)污染物廢水的主要來(lái)源行業(yè)進(jìn)行了分析，見(jiàn)表5。

表5 含有機(jī)污染物廢水的主要來(lái)源

礦物油主要成分為飽和環(huán)烷烴和鏈烷烴的混合物，主要來(lái)源是原油的開(kāi)采、加工、運(yùn)輸和煉制過(guò)程，以及其在機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、洗滌劑和農(nóng)藥乳化劑合成中的應(yīng)用等。

揮發(fā)酚是指沸點(diǎn)在230℃以下的酚類，主要污染源為煤氣洗滌、焦化、合成氨、造紙、木材防腐和化工行業(yè)的工業(yè)廢水。

氰化物在電鍍、采礦、煤氣、焦化、制革、有機(jī)玻璃以及農(nóng)藥等的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被廣泛應(yīng)用，含氰廢水的來(lái)源包括電鍍廢水、選礦廢水、焦?fàn)t和高爐的煤氣洗滌冷卻水以及化工廠廢水等。

多環(huán)芳烴為含有兩個(gè)以上苯環(huán)的碳?xì)浠�合物，主要�?lái)源于煤和石油的燃燒，以及煉油廠、煤氣廠、煤焦油加工廠和瀝青加工廠等所排出的廢氣和廢水，廢氣中的多環(huán)芳烴通過(guò)大氣沉降和雨水沖刷也會(huì)進(jìn)入污水系統(tǒng)�；ɡ虻葘�(duì)浙江省污水廠污　泥多環(huán)芳烴來(lái)源特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)污泥中多環(huán)芳烴的來(lái)源為石油及其產(chǎn)品燃燒。

苯并（a）芘是一種五環(huán)多環(huán)芳香烴類，為有機(jī)物在300～600℃不完全燃燒的產(chǎn)物，主要存在于煤焦油，炭黑、煤、石油等燃燒產(chǎn)生的煙氣，以及汽車(chē)（尤其是柴油引擎機(jī)動(dòng)車(chē)）尾氣中，氣相中的苯并（a）芘會(huì)伴隨著降雨過(guò)程進(jìn)入到水體中，焦化、煉油、瀝青、塑料等行業(yè)工業(yè)廢水中也可能含有苯并（a）芘。

多氯聯(lián)苯是是聯(lián)苯苯環(huán)上的氫原子為氯所取代而形成的一類氯化物，在工業(yè)上用作熱載體、絕緣油和潤(rùn)滑油等，機(jī)械加工、變壓器生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水中可能含有多氯聯(lián)苯。

可吸附有機(jī)鹵化物包括有機(jī)氯化物、有機(jī)溴化物和有機(jī)碘化物，工業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)鹵化物被用作農(nóng)藥、消毒劑、有機(jī)溶劑、藥物和阻燃劑等，在造紙、石油精煉、化工、皮革、紡織及塑料加工等生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生的含鹵有機(jī)副產(chǎn)物，例如造紙行業(yè)氯漂工藝會(huì)產(chǎn)生的大量可吸附有機(jī)鹵化物，紡織染整行業(yè)的染色工序是可吸附有機(jī)鹵化物的主要來(lái)源。

3.2超標(biāo)原因分析

本研究發(fā)現(xiàn)污泥中超標(biāo)頻次或超標(biāo)倍數(shù)較高的有機(jī)污染物主要為礦物油、可吸附有機(jī)鹵化物、多環(huán)芳烴、揮發(fā)酚、總氰化物，存在污泥中有機(jī)污染物含量超標(biāo)現(xiàn)象的污水處理廠，其進(jìn)水中均含有一定比例的工業(yè)廢水。對(duì)工業(yè)廢水的類型以及潛在的污染源進(jìn)行了分析，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，污泥中礦物油含量超標(biāo)的污水處理廠，其進(jìn)水中所含工業(yè)廢水類型涉及機(jī)械加工、電池生產(chǎn)等，礦物油在機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用可能是主要來(lái)源；污泥中有機(jī)鹵化物含量超標(biāo)的污水處理廠，其進(jìn)水中所含工業(yè)廢水類型涉及造紙、醫(yī)療廢水，有機(jī)鹵化物可能產(chǎn)生于紙漂白及氯消毒環(huán)節(jié)；污泥中揮發(fā)酚含量超標(biāo)的污水處理廠，進(jìn)水中所含工業(yè)廢水包括農(nóng)藥、化工廢水等，揮發(fā)酚的可能來(lái)源是酚類原料在農(nóng)藥和化工生產(chǎn)中的廣泛使用。唐山某污水處理廠污泥中總氰化物和多環(huán)芳烴含量超標(biāo)，其進(jìn)水中所含有的焦化廢水可能是潛在的污染源。

表6 污泥中污染物潛在來(lái)源分析

（1）不同種類有機(jī)污染物在污泥中的含量存在顯著差異，按照平均值大小排序依次為：礦物油＞可吸附有機(jī)鹵化物＞揮發(fā)酚＞總氰化物＞多環(huán)芳烴＞苯并（a）芘＞多氯聯(lián)苯。礦物油、多環(huán)芳烴、可吸附有機(jī)鹵化物、揮發(fā)酚含量超過(guò)各項(xiàng)泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值的頻率均高于5%，尤其是礦物油含量超過(guò)農(nóng)用A級(jí)泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的頻率達(dá)到了36%�？偳杌�物和苯并（a）芘超標(biāo)頻率相對(duì)較低，僅有個(gè)別樣本存在超標(biāo)現(xiàn)象；多氯聯(lián)苯的檢出率較低，且檢出含量均不超過(guò)0.2mg/kg，滿足泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）污泥中有機(jī)污染物主要來(lái)源于石油化工、機(jī)械加工、造紙、紡織、電鍍、焦化、化工等行業(yè)排放的工業(yè)廢水。調(diào)研范圍內(nèi)污泥中的超標(biāo)污染物礦物油的潛在污染源為其在機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，有機(jī)鹵化物的潛在污染源為造紙漂白及氯消毒環(huán)節(jié)產(chǎn)生的副產(chǎn)物，揮發(fā)酚的潛在來(lái)源為酚類原料在農(nóng)藥和化工生產(chǎn)中的使用，總氰化物和多環(huán)芳烴的潛在污染源是焦化廢水。

該文標(biāo)準(zhǔn)引用格式：

張辰，王磊，譚學(xué)軍，等.我國(guó)重點(diǎn)流域城市污泥有機(jī)污染物含量與溯源研究J］.中國(guó)給水排水，2018，34（24）：37-42.

Zhang Chen, Wang Lei,Tan Xuejun，et al.Study on the content and source of municipal sludge organic pollutants in key watershed of China［J］.China Water ＆ Wastewater， 2018，34（24）：37-42 (in Chinese).

編輯：丁彩娟

制作：文凱