污水處理廠污泥重金屬污染的生態風險評價模型研究

張 濤

（邯鄲市生態環境局邯山區分局，河北 邯鄲 056000）

污水大致可以分為生活污水和工業污水。生活污水主要指的是人們日常生活中所產生的廢水，通常環境影響不大，影響范圍較小，可以通過一般途徑對其進行處理。而工業污水會對環境產生極為嚴重的影響，甚至會形成不可逆轉的破壞。工業污水通常會帶有大量污泥，會隱藏多種重金屬，這些污泥作為固態和半固態的廢棄物，是污水處理的產物。不同行業產生的工業污泥一般不同，所隱藏的重金屬也存在一定差異，不僅僅是重金屬，一些工業污泥還含有病原微生物，進一步增加了污泥處理難度。這些污泥如果不經處理，隨意掩埋、丟棄，污泥中的重金屬會發生遷移，進入水源、農田等區域，最終被攝入人體，不僅造成二次污染，還威脅人體健康。因此，有必要對污水處理廠污泥重金屬污染的生態風險評價模型進行深入研究，利用科學的手段對化工園區進行統一管理，并對污水、污泥實行集中處理，以更加系統、全面地控制污染范圍和路徑，提升生態風險控制與管理能力。

1 生態風險評價模型設計

1.1 確定評價參值比

首先確定評價參值比。對于污水處理廠產生的污泥及其隱含的重金屬，可以利用單因子指數法分離其中能夠相互融合的物質，使其中每一種重金屬都具備一定的獨立性。計算對應的因子分離系數，公式如下：

式中：為因子分離系數；為制動結構功率；為污染控制比值。

得出因子分離系數后，計算實測重金屬含量，公式如下：

式中：為實測重金屬含量；為環境質量指數；為質量標準；為綜合污染指數；為平均對比值。

在污染范圍內，計算評價參值比，公式如下：

式中：為實測因子分離值；為綜合指數。

通過以上計算，最終得出實際的評價參值比?？梢岳迷摂抵祵ξ廴镜某潭群头秶M行具體劃分。

1.2 建立生態風險評價模型的復合分析結構

確定評價參值比后，建立生態風險評價模型的復合分析結構。要依據實際情況，建立復合分析集和對應的處理數據庫，編制對應的分析集指令和傳輸協議。根據實測的數值，將數據信息帶入編制平臺中，更改原本的應用屬性，并調整分析模式為開放模式。將數據信息依照類型分類，逐次分層添加，編制成需要使用的指令，獲取對應的執行協議，將其同時添加在結構中。建立更高層級的結構，這部分主要對較為復雜的生態風險問題進行處理，如圖1 所示。

圖1 生態風險評價流程結構

依據圖1 的結構進行生態風險評價，生態問題進行處理或者風險測評時會涉及很多方面的利益，這就需要評價結構具備一定的靈活應用性。傳統的生態風險分析模型結構較為單一、落后，面對簡單的、單層次結構的生態問題，傳統的評價模型可以給予較為科學、詳細的評判，但是一旦面對復雜、多層次的問題，單一結構不能滿足評價結構的需要，就會產生評價結果不全面、不準確的情況，對污泥、污水排放造成較為嚴重的影響。因此，靈活的結構可以更好地完成生態風險評價，再加上與數據庫的關聯，可以進一步提升結構的兼容性，擴大分析范圍，增強分析結果的準確性。

1.3 利用潛在生態風險指數法構建生態風險評價模型

建立生態風險評價模型的復合分析結構后，可以利用潛在生態風險指數法構建生態風險評價模型。首先需要建立潛在生態風險的描述算法，并計算描述算法的實際執行率，公式如下：

式中：為描述算法的實際執行率；為風險誤差值；為參照比值；為評價極限值。

將算法模式添加在對應的生態風險評價結構中，并依據實際情況，構建評價等級，根據污泥重金屬含量，對相應的風險情況進行評價分析。具體評判標準如表1 所示。

表1 風險評判標準

根據表1 中的標準，依據實際風險情況進行分析。利用潛在風險固定指數，評判此時模型分析能力和可以評價的程度。經檢測，保證基本測試評價能力后，將其添加到對應的模型中。生態風險主要分為四種類型，即低級、中級、中高級和高級。依據分析判斷的數據信息，對風險定級，同時對潛在風險進行單獨標注，建立生態風險評價模型。

2 模型性能測試

2.1 測試準備階段

設置測試環境和指標參數，分別選取3 個污水處理廠作為本次測試的樣本獲取地。從3 個污水處理廠取得150 g 化工污泥，將其放置在測試培養皿中備用。準備20 g 鈉放入污泥樣品中，使污泥中的重金屬結構處于分離狀態，以確保試驗的準確性。在不同地區的污泥中，提取的重金屬元素也是不同的，將其分為3 組，分別為傳統的數據風險模型測試組、傳統的應變風險評價測試組和本文所設計的潛在生態風險模型測試組，對其同時進行測試。

2.2 測試過程及結果

完成以上測試準備工作后，對3 組樣本同時進行測試。將As 溶液滴入樣品中，靜置0.5 h，使其產生浸出液。再將Cr 測試液滴入樣本中，分離重金屬元素中的毒性結構。利用專業的設備儀器測量對應的數據，然后利用測量數據，再加上實際的指標參數，計算風險指數（）均值。

式中：為風險指數均值；為抑制慣性函數。

通過計算可以得出3 組測試數據，將數據添加在生態風險評價模型中，并對其進行分析，結果如表2 所示。

表2 模型測試結果

由表2 可知，在相同的測試環境下，不同地區污泥的重金屬含量不同，通過對比3 組測試結果，發現最終得出的風險指數均值比前兩種傳統方法更低，這表明潛在生態風險模型測試組的評價結果更為準確，具有一定的實際應用意義。

3 結語

傳統的污泥重金屬處理方法較為單一，會對環境造成負面影響，不符合可持續發展要求。所以，在對其進行處理時，要建立風險評價模型，采集數據信息，進行生態風險評價與分析。要利用科學嚴謹的方式規劃工業園區，對污水、污泥實行集中處理，在環境無影響的基礎上消除污泥中的重金屬，再對污泥實施排放，最大限度地實現再利用，提升污水、污泥的綜合處理能力和重金屬消除能力。