目前，污泥最终处置的方式主要有填埋、焚

烧、土地利用以及建材利用等，而土地利用因为可
以补充土壤中的营养成分逐渐成为主要的处置方
式。然而，污泥中重金属含量可以很大程度上影响
污泥的土地利用

［5］

。

这主要是由于重金属的不易

降解、毒性以及持久性

［6］

。

如何减轻污泥中重金

属的不利影响成为了国内外的热门课题。

减轻污泥中重金属的不利影响可从两方面考

虑，一是使污泥中重金转化为稳定形态，即将其固
定，二是去除污泥中重金属。目前，国内外已经有
很多研究者对污泥中重金属的去除方法进行了研
究，同时亦有相关综述。有关于污泥重金属稳定化
的研究相对较少，但是却有着十分重要的意义，一
方面，重金属形态与其环境毒性密切相关，另一方
面，有研究表明，重金属形态与其去除率有关。

本文对污泥中重金属稳定化技术如好氧堆肥、

厌氧消化等进行了综述，同时简述了污泥形态分析
方法及各形态与生物可利用性的关系，从而为污泥
重金属研究提供借鉴。

污泥中重金属形态分析

目前，污染物总量已不能很好地揭示污泥中重

金属的生物可给性、毒性及其在环境中的化学活性
和再迁移性，而赋存形态在更大程度上决定着重金
属的环境行为和生物效应。随着研究的深入，越来
越多的研究者认识到，重金属对环境的危害不仅决
定于总量，更大程度上取决于其形态分布

［7 ～ 10］

。

在重金属存在形态的研究中，Tessier 分步提取法得
到了广泛应用，并自 1979 年提出以来被许多研究
者提出了不同的改进

［11 ～ 15］

。

该方法将重金属在自

然界的存在形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁
锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态。前 3 种形
态稳定性较差，易被植物吸收利用；而后 2 种形态
稳定性较强，不易释放到环境中

［16］

。

重金属形态

与其生物有效性有着显著的联系

［17］

，重金属的不

同化学形态有着不同环境的效应：可交换态对环境
变化敏感，易于迁移转化，能被植物吸收

［18］

。

碳

酸盐结合态重金属对 pH 值敏感，pH 值升高会使
游离态重金属形成碳酸盐共沉淀，pH 值下降时易
重新释放出来而进入环境中

［19］

。

铁锰氧化物结合

态由于属于较强的离子键结合的化学形态而不易释

放

［20］

。

有机结合态是以重金属离子为中心离子，

以有机质活性基团为配位体的结合或是硫离子与重
金属生成难溶于水的物质，这类金属在氧化条件
下，部分有机物分子会发生降解作用，导致部分金
属元素溶出，对环境可能会造成一定的影响

［21］

。

残渣态金属一般性质稳定，在自然界正常条件下不
易释放，能长期稳定在土壤中，不易为植物吸
收

［22］

。

重金属稳定化技术

国内目前常用的污泥稳定方法是厌氧消化、好

氧堆肥、好氧消化等，其中污泥堆肥正处于不断研
究阶段，而单纯的热解和化学稳定方法由于技术或
经济、能耗的原因而很少被采用

［23］

。

3. 1

好氧堆肥

已经有许多研究者研究了好氧堆肥过程重金属

形态的转化规律，由于不同研究者所用的原料、工
艺过程和堆制时间等不同，所得结果也不一致。然
而，很多研究证实，通过堆肥，污泥中重金属的活
性被抑制，生物有效性降低，因而污泥农用的安全
性增加。

逯延军，张照印

［24］

及王喜艳

［25］

等的研究发现

堆肥降低了污泥中重金属的活性和环境毒性，使污
泥中各重金属的形态发生了明显改变（向比较稳
定的残渣态转变），有利于污泥作为肥料的资源化
利用。

高定等

［26］

的研究表明通过堆肥处理后，迁移

活性、生物有效性较大和不稳定的交换态、碳酸盐
结合态重金属所占比例降低，铁锰氧化物结合态、
有机物结合态重金属所占比例则有所提高。吕彦
等

［27］

对污泥及其堆肥产物中重金属（ Zn、Cu、

Ni、Cd、Pb、Cr

）的含量及化学形态进行分析也

得出相似的结果：对于污泥中含量较高的 Zn，其
不稳定形态的比例由 37% 降至 16% ，使得 Zn 的活
性与毒性大大降低；此外，Ni、Cd、Pb、Cr 等元
素的稳定形态所占比例也都有不同程度升高。孙
颖

［28］

等的研究发现，污泥经过堆肥化处理后，重

金属不稳定形态的含量明显降低，Zn 元素不稳定
形态的含量比稳定化处理前减少了约 30% ，Cu 元
素及 Ni 元素不稳定形态的含量比稳定化处理前减
少了约 40% 。堆肥处理可以降低重金属不稳定形

期

刘晓光等：污泥中重金属的稳定化研究进展与去除方法简述