生活污水汞的排放及對市政污水中汞的貢獻

第33卷第9期境科學(xué)與管理Vol 332008年9月ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT文章編號:1673-1212(2008)09-0071-04生活污水汞的排放及對市政污水中汞的貢獻林海,趙麗君!,柯真山2,何建敏3,李建坡2(1.北京科技大學(xué)環(huán)境工程系,北京100083;2北京排水集團水質(zhì)檢測中心,北京100023.重鋼集團設計院,重慶400082)摘要:對經(jīng)市政管網(wǎng)排入北京苿市政污水處理廠(chǎng)的生活污水進(jìn)行了汞來(lái)源的調查研究。根據抽樣定律確定了生活小區釆樣點(diǎn)的數量和位置,利用原子熒光光度計測定采樣點(diǎn)的汞含量,并根據采樣點(diǎn)的排水量計算采樣點(diǎn)的汞排放量。結果表明:該區域生活小區污水中汞濃度與所處區域沒(méi)有線(xiàn)性關(guān)系,且相關(guān)性不明顯,汞污染呈面源污染的特點(diǎn),該區域生活小區汞排放總量為376.8gd,對所屬污水處理廠(chǎng)進(jìn)水汞的貢獻率為39.4%,表明生活小區是市政污水處理廠(chǎng)進(jìn)水汞的主要來(lái)源,因此,從技術(shù)、管理、政策三方面對生活污水中汞的減排提出了對策和建議。關(guān)鍵詞:市政污水;汞;生活小區中圖分類(lèi)號:X799.3文獻標識碼:AThe Sduty on Contribution of Mercury from Living Community to Municipal SewageLin Hai, Zhao Lijun, Ke Zhenshan, He Jianmin, Li Jianpo(1. Dpartment of Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;2. Water Quality Analysis Center Beijing Drainage Group Co, Ltd, Beijingl00022, China;3. Chongqing Steel GroAbstract: Investigated and studied the sources of mercury in the municipal sewage arranging a mulnicthrough municipal pipe web. Ascertain the amount and position of the community samping point according the sampling rule. Mer-cury concentrations are mensured by atomic fuorescent photometer, and accord the tonnage of the sampling point to count the e-missions of mercuey of sampling point. the results show that in the drainage area, mercury concentration in the living wastewaterwas out of linearity with its own area, and the relativity wasn't in evidence, the mercury pollution assume the characteristic of Nonpoint source pollution. mercury emissions of all living communities is 376. 8 g/d, contribution rate to its sewage treating plantis 39. 4%, which indicate that the living communities are the main source, so advanced the countermeasure and advice to de-crease mercury in the living sewageKey words: municipal sewage; mercury; living communities汞是一種有毒性的金屬,廣泛分布在巖石、土汞2。在居民日常生活中,接觸到的含汞物品有:干壤、大氣、水和生物之中,因此各種物質(zhì)均有一定的電池熒光燈、充汞式體溫計、血壓計、開(kāi)關(guān)等電器元汞含量,稱(chēng)為自然含汞量。隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展,人類(lèi)活件、涂料、防腐劑、顏料、油漆、壁紙、某些中藥材、特動(dòng)亦釋放出大量的汞,這些汞進(jìn)入生態(tài)系統,造成生殊用途化妝品(即主要是美白、祛斑類(lèi)具有特殊功態(tài)系統的汞污染1。效的化妝品)等汞有著(zhù)廣泛的用途,如電池氣壓表、壓力計、汞由于汞在自然界分布極廣,幾乎所有的礦物中真空泵、日光燈整流器、水銀法制燒堿、汞觸媒、升都含有汞,所以幾乎所有物品都有一個(gè)自然汞含量。汞消毒劑雷酸汞、炸藥起爆劑、顏料(如朱砂、辰砂在居民日常所食用的糧食蔬菜、水果中除了從土壤即硫化汞紅色顏料常被用于印泥中朱砂也是一種中吸收汞在體內富集外,大氣的沉降作用也會(huì )把汞中藥材),另外農藥鎦金、氣焊切割等等都要用到匯集在植物表面因此食物中的汞含量也不容忽視。收稿日期:2008-05-26在居民生活中接觸到的這些含汞物品因為含汞作者簡(jiǎn)介:林海(1%6-),男,北京人,博土,教授,博土生導師,主要從的形態(tài)不同從而流失渠道也有所區別,進(jìn)入生活污事教學(xué)及管理工作,研究方向:環(huán)境微生物污水處理等。水中的汞主要是化妝品、食物洗滌用品糞便、尿液第3卷第9期2008年9月林海等·生活污水汞的排放及對市政污水中汞的貢獻VoL 33 No 9中的汞以及空氣中的汞由于沉降作用降落到地面2結果與分析上,由水沖刷到下水道。本文以全國最大的污水處理廠(chǎng)-高碑店污水處2.1采樣點(diǎn)的汞濃度及其變化規律理廠(chǎng)所轄區域作為研究對象對區域內生活小區進(jìn)2.1.1采樣點(diǎn)的汞濃度行了取樣監測,對生活污水中的汞排放規律進(jìn)行了北京地區生活社區都設有化糞池,化糞池是流分析,并通過(guò)計算,得出生活小區對高碑店污水處理經(jīng)池子的污水與沉淀污泥直接接觸有機固體及厭廠(chǎng)進(jìn)水汞的貢獻量及比例。為汞污染的源頭控制提氧細菌作用分解的一種沉淀池?？梢杂行Ы亓羯┝艘罁??；钗鬯屑S便、紙張等物質(zhì)。含汞廢水排入水體后,元素汞不太溶于水,在機械遷移過(guò)程中容易沉淀出研究區域概況及研究方法來(lái)。水中的+2價(jià)汞離子由于其配位親合力強,能1.1研究區域概況與許多有機物和無(wú)機物生成絡(luò )合物而被泥沙微粒高碑店污水處理廠(chǎng)是北京市擬建的15座城市假圖它們面米列水用中由水污水處理廠(chǎng)中規模最大的,也是目前全國規模最大中的汞遷移到沉積物中。使水中汞大幅減少。因此的城市污水處理廠(chǎng)承擔著(zhù)市中心區及東部工業(yè)區化糞池中的沉積物能夠有效的吸附汞而使水中汞大總計96公頃流域范圍內的污水收集與治理任務(wù),量減少,按照設計慣例,化糞池的運行周期為90總處理規模為每日100萬(wàn)立方米,約占北京市目前天,污水中的汞大部分遷移到化糞池的沉積物中。污水總量的40%。實(shí)驗選取了22個(gè)社區作為采樣點(diǎn),見(jiàn)表1所列研究區域包括北京市西城區、東城區、宣武區、值為隨機取樣的平均值樣本的pH值均在7左右,崇文區、朝陽(yáng)區五個(gè)區域的整體或部分。范圍為西基本沒(méi)有變化,由表1可見(jiàn),22個(gè)采樣點(diǎn)汞濃度均直門(mén)往南到天壇,以南護城河為界,北至二環(huán)邊界的在0-2.5μ之間,其中汞濃度在1-2g幾L之北護城河,東至酒仙橋,京津塘高速公路以北,所轄間的有11個(gè),占半數以上,汞濃度在0.5~1之間的47個(gè)街道,430個(gè)社區。有6個(gè),汞濃度小于0.5/L的只有4個(gè),這說(shuō)明1.2監測項目變異特征的初步估計生活污水中的汞濃度個(gè)體差別并不明顯,整體呈現為了解監測項目是否存在日或周的周期性變面源污染的特征。汞濃度最高點(diǎn)出現在玉桃園二異需要進(jìn)行實(shí)驗性調查。由于生活小區日用水量區,高達22310μgL,此社區人口密度較大,水量基本穩定,不存在周或季的周期性變異使監測結果較大化糞池偶然會(huì )出現溢流現象分析認為這就是產(chǎn)生偏誤因此對某小區每日在不同時(shí)間的污水樣此采樣點(diǎn)汞濃度較高的主要原因。濃度最低點(diǎn)出現進(jìn)行分析測量,調查結果說(shuō)明汞的總量也基本不存在地壇社區,為0.2077嗎g/L,新街口西里三社區在日的周期性變異燈市口社區胡家園社區、王家園社區汞濃度都小于1.3樣品采集和預處理0.5wg/L,這五個(gè)社區均為老舊小區,九十年代之前對于封閉式小區,采樣點(diǎn)均設在小區的總排水建成其污水中較低的汞濃度可能跟小區居民的生如果有化糞池的小區,設在化糞池出水口,對于活習慣和生活水平有很大關(guān)系表1杜區采樣點(diǎn)及汞濃度值沒(méi)有總排水口的非封閉式小區,在小區內隨機選取采樣點(diǎn)p(Hg)p(Hg)幾個(gè)排水口進(jìn)行采樣,然后混合均勻后測試。采樣(ug·L-)采樣點(diǎn)/(μg·L方法為吊瓶取樣,由于汞的特殊性質(zhì),它可能會(huì )存在燈市口社區0.5324金魚(yú)池社區局部濃度高的現象,因此,為了保證數據的準確性和胡家園社區0.5378花市棗苑社區代表性,每次取樣后立刻加入5.5m體積比為l:1王家園社區0.6149都市馨園社區的濃硫酸使水樣pH值小于等于1,加入4.5ml濃度化工社區黑窯廠(chǎng)杜區0.8738為5%的高錳酸鉀作保護劑。樣品置于陰涼處或冷地壇社區0.2077南線(xiàn)閣社區藏保存。這樣可以有效地防止汞在測定前的損失。玉桃園一區白廣路社區玉桃園二區南北里社區0.88801.4樣品的測定方法新街口西里三社區0.3269中路北社區1.4602汞的測定采用原子熒光法(AFS-3100原子熒愛(ài)民里社區14753光光度計,北京海光儀器公司)。檢出限為1.5g西什庫社區0.6338勁松西社區1.4710L,測定上限為11g/L。東玉北街社區1.7896吉慶里杜區.143233卷第9期2008年9月林海等·生活污水汞的排放及對市政污水中汞的近獻Vol 33 No 9P20082.1.2汞濃度與所在區域的關(guān)系宣武區、朝陽(yáng)區五個(gè)區,樣點(diǎn)的汞濃度與所在區域的22個(gè)采樣點(diǎn)分別位于東城區、西城區、崇文區、關(guān)系如圖1所示:東城區汞濃度西城區汞濃度▲柒文區汞濃度◆宜武區汞濃度朝陽(yáng)區汞濃度0圖1樣點(diǎn)汞濃度與所在區域的關(guān)系由圖1可見(jiàn):汞濃度的高低與所在區域沒(méi)有明顯居民綜合生活用水是指居民日常生活用水以及的相關(guān)性,五個(gè)區的樣點(diǎn)汞濃度并不會(huì )因所屬區域的公共建筑和設施用水的總稱(chēng)。根據《室外給水設計不同而有所區別,每個(gè)區域當中,汞濃度都是高低不規范》GB50013-2006的規定,居民生活用水定額應的,其中,東城區崇文區和朝陽(yáng)區汞濃度分布比較根據當地國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展、水資源充沛程度、用集中,而西城區和宣武區汞濃度分布十分分散,樣點(diǎn)水習慣,在現有用水定額基礎上,結合城市總體規劃的汞濃度與所在區域之間的規律性并不明顯。和給水專(zhuān)業(yè)規劃,本著(zhù)節約用水的原則,綜合分析確2.2生活小區對市政污水中汞的貢獻定。當缺乏實(shí)際用水資料情況下,可見(jiàn)表2選用。表2綜合生活用水定額城市規模特大城市城市中、小城市用水情況最高日平均日最高日平均日最高日260-41010-340240-390220-370170~280170110-180170-270140-230150-20120-20130-230100-170北京市包含于第二區擁有200多萬(wàn)人,所以屬包括常駐人口和流動(dòng)人口。于特大城市,其居民綜合生活用水定額平均值為1流域內汞污染排放量的計算公式為式(3):240L(人·d),取中間值195L(人·d),居民生Pive= Live x Clive÷1000?；钗鬯~應根據當地采用的用水定額結合建筑內式中:Pve一生活污水中汞的排放量,g/d;部給排水設施水平和排水系統普及程度等因素確定。Live一生活污水排放量,t;據相關(guān)規定,釆用當地相關(guān)用水定額的90%。生活污水中汞的濃度的平均值因此綜合生活污水排放總量可根據式(1)計wg算,即生活污水中汞濃度差異不大,可用均值估算其生活污水排放總量=(常住人口+流動(dòng)人口)總汞的排放量,汞濃度的平均值為1.0707wg/L。x綜合生活用水定額×90%(1得到流域內生活污水汞的排放量為:376.8g/d流域內所有街道人口統計大概為200.5萬(wàn)人高碑店污水處理廠(chǎng)2007年進(jìn)水汞濃度見(jiàn)圖2:,+,1.000日期圖2高碑店污水處理廠(chǎng)2007年進(jìn)水汞濃度73·第33卷第9期林海等生活污水汞的排放及對市政污水中汞的貢獻Vol 33 Na. 9008年9月SFp.2008如圖2所示,高碑店污水處理廠(chǎng)進(jìn)水汞濃度幾(2)化糞池的管理體制有待改革。據了解,化乎都在1-2吧/之間只有11月21日低于1吧糞池的建設一般由城市規劃建設、環(huán)保等部門(mén)按各L,為09082w/L,為最低點(diǎn)最高點(diǎn)出現在11月自職能負責而化糞池的管理則比較混亂部分由環(huán)12日,為2.7580L,最高點(diǎn)和最低點(diǎn)差值為衛專(zhuān)業(yè)部門(mén)負責部分由社會(huì )單位如業(yè)主、物業(yè)公司1.8498g/L,而且出現在同一月份,且都出現在11負責。據初步統計,中國大中城市中,由環(huán)衛專(zhuān)業(yè)單月份說(shuō)明11月可能有特殊情況出現,據京華時(shí)報位負責的化糞池僅占10%,由社會(huì )單位負責的化糞報導,北京最大的化工廠(chǎng)北京化工二廠(chǎng)于2007年池約占80%,另有約10%是無(wú)明確產(chǎn)權單位的l1月20日啟動(dòng)停產(chǎn)程序,當天氯堿車(chē)間全面停產(chǎn),管理比較混亂,政府部門(mén)應該加強管理,最好能形成此后氧氯化車(chē)間和聚氯烯車(chē)間也全部關(guān)停,直至26統一管理。小區內化糞池作為生活污水的初期處理號化工二廠(chǎng)實(shí)現全面停產(chǎn),化工二廠(chǎng)作為一個(gè)高污設施,應定期清掏,避免其堵塞滿(mǎn)溢和破裂保證其染企業(yè)汞的使用量大它的全面停產(chǎn)導致了從21正常運行,以減少污水處理廠(chǎng)的負荷號高碑店進(jìn)水汞含量出現較大幅度的下降。(3)地方政府除了應加強環(huán)境部門(mén)對廠(chǎng)商的監高碑店處理區域較大單位及小區眾多,進(jìn)水水督以使其嚴格遵守產(chǎn)品的含汞量限制還應加強汞質(zhì)比較穩定因此采用平均汞濃度作為估算總汞的污染知識宣傳,使居民在生活中盡量避免含汞物品依據。高碑店污水處理廠(chǎng)平均進(jìn)水汞濃度p(Hg)的使用,如有含汞物品的汞泄漏能夠采取有效處理為:1.5910g/L,平均進(jìn)水量為60d。因措施。此,進(jìn)水總汞量為954.6g/d。流域內社區生活污水對于高碑店污水處理廠(chǎng)進(jìn)水汞的貢獻率為:4結論生活污水中的總汞/g·d高碑店進(jìn)水總汞/g·dx100%=39.4%(1)生活污水中的汞濃度沒(méi)有日或周的周期性變化,汞濃度與所在區域沒(méi)有線(xiàn)型關(guān)系,生活污水的3生活小區汞減排對策汞污染呈面源污染的特點(diǎn)。高碑店流域內生活小區對進(jìn)水汞的貢獻率為(2)所轄區域內22個(gè)小區進(jìn)行取樣監測,汞濃394%,因此,生活小區是高碑店流域汞的主要污染度差異不大,用平均值估算出小區對高碑店污水處源之一,對比其他行業(yè),雖然生活小區汞濃度較低,理廠(chǎng)進(jìn)水汞的貢獻376.8gd,貢獻率為394%,為但是其用水總量大,因此對高碑店污水中汞的貢獻主要污染源之也較大,生活小區污水中汞除了來(lái)自人們日常生活(3)針對小區對高碑店污水處理廠(chǎng)汞貢獻較大中所使用的化妝品洗滌用品及食品外,自來(lái)水中本的結論,提出在技術(shù)管理政策三方面對汞的污染身的汞含量以及隨降水中的汞也是生活小區污水中采取有效的減排措施,以減輕污水處理廠(chǎng)的負荷。汞的一個(gè)重要來(lái)源。針對小區汞貢獻較大的結論,技術(shù)、管理、政策參考文獻三方面提出汞污染減排措施:[]楊厚玲,趙大傳,王振平,淺談身邊的汞污染及預防(1)在技術(shù)上,應強化小區內傳統化糞池的功措施[J].濟南職業(yè)學(xué)院學(xué)報,2006,2(1):37-40[2]孫淑蘭汞的來(lái)源、特性、用途及對環(huán)境的污染和對能,雖然幾乎每座建筑物都設有相應的化糞池,但普遍仍在沿用幾十年前的技術(shù)。當今在西方發(fā)達國人類(lèi)健康的危害[J.上海計量測試,2006,195:6-9[3]裴宏桂對城市化糞池相關(guān)問(wèn)題的探計[]浙江建家化糞池已經(jīng)超越了傳統意義而成了污水處理設筑,0,24(6):65-68施,其處理技術(shù)甚至已經(jīng)達到中水回用的水平。很[4]栗心國,莫孝翠,黃征羽,等.論化糞泡設置的必要多小型集鎮都利用化糞池作為污水處理設施,與城性[門(mén)]水務(wù)世界,200(6:25-27鎮污水處理廠(chǎng)相比,大大減少了占地面積,節約了運[5]蘇文瓊,蘇宏,張曉杰.化糞池的管理與環(huán)境污染行費用。這些經(jīng)驗值得借鑒。[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2007,32(7):25-2674