隨著我國污水處理設施建設的快速發(fā)展，伴隨產(chǎn)生的污泥量日益增加，2016年我國城鎮(zhèn)污泥產(chǎn)量已達到4300萬噸（以含水率80％計），污泥處理處置所面臨的問題越來越嚴峻。泥質(zhì)是制約污泥資源化利用和安全處置的主要因素，長期以來國內(nèi)外對于城市污泥中重金屬含量、分布以及環(huán)境風險的研究較多，而對于有機污染物分布狀況的研究較少。雖然我國系列泥質(zhì)標準明確規(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)芳烴等有機污染物的限值，但是受制于檢測能力和重視程度，鮮有污泥的產(chǎn)生、消納或者監(jiān)管單位對有機污染物含量進行監(jiān)測，導致標準難以有效執(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污染物的重要來源。污水處理的不同階段對有機污染物的作用不同，一般在一級處理過程中主要通過吸附作用去除有機污染物，在二級處理過程中則通過生物降解作用去除。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，導致污水中的有機污染物高度富集于污泥中。污水處理廠服務范圍內(nèi)的工業(yè)企業(yè)類型、清潔生產(chǎn)水平、廢水預處理工藝、排水體制等存在差異，污泥中有機污染物成分和含量也會有所不同。本研究調(diào)研了我國重點流域典型城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中有機污染物的含量特征，并分析了其潛在來源，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、滇池和三峽庫區(qū)及上游等6大流域，包括上海、常州、嘉興、太倉、無錫、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（見表1），總設計污水處理能力為983萬噸/日，實際污水處理能力853萬噸/日。

表1 調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠分布

1.2取樣與檢測方法

本研究于2014年6月至2015年6月對調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠所產(chǎn)生污泥進行了現(xiàn)場取樣，取樣點位于各廠污泥脫水機房出泥口，取樣次數(shù)為1～3次（若進水中工業(yè)廢水比例較高，則在不同時間多次取樣，檢測數(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認證的第三方實驗室檢測，檢測項目和檢測方法見表2。

表2檢測項目與檢測方法

2.1含量特征

調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠污泥有機污染物含量統(tǒng)計分析結(jié)果見表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、可吸附有機鹵化物的檢出頻率均超過了50%，苯并（a）芘和多氯聯(lián)苯的檢出頻率相對較低。不同種類有機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，各項指標的中值均遠小于平均值，表明不同來源污泥有機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 污泥有機污染物含量統(tǒng)計分析

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圖3。總氰化物含量平均值為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)有僅有個別污水處理廠污泥總氰化物含量超標，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5mg/kg的樣本比例為11%，超過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)標準要求污泥中苯并（a）芘小于3mg/kg，調(diào)研范圍內(nèi)有僅有個別污水處理廠污泥苯并（a）芘含量超標，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)標準要求污泥中多氯聯(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)苯含量均能滿足標準要求。

（7）可吸附有機鹵化物

調(diào)研范圍內(nèi)52%的污水處理廠污泥中可吸附有機鹵化物有檢出，可吸附有機鹵化物含量為0～1025mg/kg，平均值為145mg/kg。土地改良、園林綠化用泥質(zhì)標準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鹵化物含量超過標準要求的比例為8%。

2.3超標風險

礦物油、多環(huán)芳烴、可吸附有機鹵化物、揮發(fā)酚含量超過各項泥質(zhì)標準限值的頻率均高于5%，尤其是礦物油含量超過農(nóng)用A級泥質(zhì)標準的頻率達到了36%。礦物油易使有機體包蓋或窒息，被攝入則易與有機體內(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，可通過食物鏈進入人體；可吸附有機鹵化物水溶性低、脂溶性高，能夠在生物體內(nèi)聚集，部分有機鹵化物已經(jīng)被證實具有潛在致癌和致突變性；揮發(fā)酚屬高毒物質(zhì)，長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頻次較高，在土地利用等處置過程中需對其環(huán)境與人體健康風險進行評估。

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

值得注意的是，在厭氧消化、好氧堆肥等污泥穩(wěn)定化過程中，部分有機污染物可能發(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有機污染物指標超標頻率匯總結(jié)果見表4。

表4 有機污染物指標超標頻率分析（標準限值單位：mg/kg）

3.1有機污染物來源

與重金屬相比，工業(yè)廢水中有機污染物的處理較為困難，且環(huán)保監(jiān)測與監(jiān)管相對較弱，工業(yè)企業(yè)很少針對有機污染物進行預處理。在污水處理過程中，污水中有機污染物通過吸附或者沉淀轉(zhuǎn)移到了污泥中，污泥中有機污染物含量與污水處理廠服務范圍內(nèi)工業(yè)企業(yè)的廢水排放密切相關。本研究結(jié)合實際調(diào)研與文獻研究結(jié)果對含有機污染物廢水的主要來源行業(yè)進行了分析，見表5。

表5 含有機污染物廢水的主要來源

礦物油主要成分為飽和環(huán)烷烴和鏈烷烴的混合物，主要來源是原油的開采、加工、運輸和煉制過程，以及其在機械設備的潤滑和液壓傳動系統(tǒng)、洗滌劑和農(nóng)藥乳化劑合成中的應用等。

揮發(fā)酚是指沸點在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、有機玻璃以及農(nóng)藥等的工業(yè)生產(chǎn)過程中被廣泛應用，含氰廢水的來源包括電鍍廢水、選礦廢水、焦爐和高爐的煤氣洗滌冷卻水以及化工廠廢水等。

多環(huán)芳烴為含有兩個以上苯環(huán)的碳氫化合物，主要來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)芳烴通過大氣沉降和雨水沖刷也會進入污水系統(tǒng)�；ɡ虻葘φ憬�省污水廠污　泥多環(huán)芳烴來源特征進行分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)污泥中多環(huán)芳烴的來源為石油及其產(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（尤其是柴油引擎機動車）尾氣中，氣相中的苯并（a）芘會伴隨著降雨過程進入到水體中，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、絕緣油和潤滑油等，機械加工、變壓器生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水中可能含有多氯聯(lián)苯。

可吸附有機鹵化物包括有機氯化物、有機溴化物和有機碘化物，工業(yè)生產(chǎn)中有機鹵化物被用作農(nóng)藥、消毒劑、有機溶劑、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)過程中也會產(chǎn)生的含鹵有機副產(chǎn)物，例如造紙行業(yè)氯漂工藝會產(chǎn)生的大量可吸附有機鹵化物，紡織染整行業(yè)的染色工序是可吸附有機鹵化物的主要來源。

3.2超標原因分析

本研究發(fā)現(xiàn)污泥中超標頻次或超標倍數(shù)較高的有機污染物主要為礦物油、可吸附有機鹵化物、多環(huán)芳烴、揮發(fā)酚、總氰化物，存在污泥中有機污染物含量超標現(xiàn)象的污水處理廠，其進水中均含有一定比例的工業(yè)廢水。對工業(yè)廢水的類型以及潛在的污染源進行了分析，結(jié)果見表6。由表6可知，污泥中礦物油含量超標的污水處理廠，其進水中所含工業(yè)廢水類型涉及機械加工、電池生產(chǎn)等，礦物油在機械設備潤滑和液壓傳動系統(tǒng)中的應用可能是主要來源；污泥中有機鹵化物含量超標的污水處理廠，其進水中所含工業(yè)廢水類型涉及造紙、醫(yī)療廢水，有機鹵化物可能產(chǎn)生于紙漂白及氯消毒環(huán)節(jié)；污泥中揮發(fā)酚含量超標的污水處理廠，進水中所含工業(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，其進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源分析

（1）不同種類有機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、可吸附有機鹵化物、揮發(fā)酚含量超過各項泥質(zhì)標準限值的頻率均高于5%，尤其是礦物油含量超過農(nóng)用A級泥質(zhì)標準的頻率達到了36%�？偳杌�物和苯并（a）芘超標頻率相對較低，僅有個別樣本存在超標現(xiàn)象；多氯聯(lián)苯的檢出率較低，且檢出含量均不超過0.2mg/kg，滿足泥質(zhì)標準的要求。

（2）污泥中有機污染物主要來源于石油化工、機械加工、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)污泥中的超標污染物礦物油的潛在污染源為其在機械設備潤滑和液壓傳動系統(tǒng)中的應用，有機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。

該文標準引用格式：

張辰，王磊，譚學軍，等.我國重點流域城市污泥有機污染物含量與溯源研究J］.中國給水排水，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