生活污水汞的排放及对市政污水中汞的贡献

第33卷第9期环境科学与管理.Vol. 33 Na. 92008年9月ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENTSep.2008文章编号:1673 - 1212(2008)09 - 0071 -04生活污水汞的排放及对市政污水中汞的贡献林海' ,赵丽君' ,柯真山,何建敏’,李建坡2(1.北京科技大学环境工程系,北京1003 ;2.北京排水集团水质检测中心,北京10022 ;3.重钢集团设计院,重庆400082)摘要:对经市政管网排入北京某市政污水处理厂 的生活污水进行了汞来源的调查研究。根据抽样定律确定了生活小区采祥点的数量和位置,利用原子荧光光度计测定采样点的汞含量,并根据采样点的排水量计算采样点的汞排放量。结果表明:该区域生活小区污水中汞浓度与所处区域没有线性关系,且相关性不明显,汞污染呈面源污染的特点，该区城生活小区汞排放总量为376.8 g/d,对所属污水处理厂进水汞的贡献率为39.4% ,表明生活小区是市政污水处理厂进水汞的主要来源,因此,从技术、管理、政策三方面对生活污水中汞的减排提出了对策和建议。关键词:市政污水;汞;生活小区中图分类号:X799.3文献标识码:AThe Sduty on Contribution of Mercury from Living Community to Municipal SewageLin Hai'l , Zhao Lijun' , Ke Zhenshan2 , He Jianmin' , Li Jianpo2(1. Dpartment of Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083 , China;2. Water Quality Analysis Center Beijing Drainage Group Co. , Ltd. , Bijig100022, China;3. Chongqing Steel Croup Designing Compound , Chongqing 400082，China)Abstract:Investigated and studied the sources of mercury in the mulnicipal sewage arranging a moulnicipal sewage plantthrough municipal pipe web. Ascertain the amount and position of the community samping point according the sampling rule. Mer-cury concentrations are mensured by alomice fAluorescent photometer, and accord the tonnage of the sampling point to count the emissions 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 characteritic of Non- point source pollution. mercury emissions of all living communities is 376.8 g/d, contribution rate to is sewage lreating plantis 39. 4% , which indicale that the living communities are the main source, so advanced the countermeasure and advice to de-crease mercury in lhe living sewage.Key words: municipal sewage ; mercury; living communities汞是一种有毒性的金属,广泛分布在岩石、土汞。在居民8常生活中,接触到的含汞物品有:干壤、大气、水和生物之中,因此各种物质均有一定的电池.荧光灯、充汞式体温计、血压计开关等电器元汞含量,称为自然含汞量。随着社会的发展,人类活件、涂料、防腐剂、颜料、油漆、壁纸、某些中药材、特动亦释放出大量的汞,这些汞进人生态系统,造成生殊用途化妆品(即主要是美白、祛斑类具有特殊功态系统的汞污染”。效的化妆品)等。.汞有着广泛的用途，如电池、气压表、压力计、汞由于汞在自然界分布极广,几乎所有的矿物中真空泵、日光灯、整流器、水银法制烧碱、汞触媒、升都含有汞,所以几乎所有物品都有一个自然汞含量。.汞消毒剂、雷酸汞、炸药起爆剂、颜料(如朱砂、辰砂在居民日常所食用的粮食、蔬菜水果中除了从土壤即硫化汞红色颜料,常被用于印泥中,朱砂也是- -种中吸收汞,在体内富集外,大气的沉降作用也会把汞中药材) ,另外,农药、镏金、气焊切割等等都要用到汇集在植物表面田此食物中的舌含量也不容忽视。收稿日期:2008 -05 -26中国煤化工汞物品因为含汞作者简介:林海(1966-).男,北京人,博士,教授.博士生导师,主要从的形|YHCNMHG区别，进入生活污事教学及管理工作,研究方向:环境微生物、污水处理等。水中的汞主要是化妆品食物、洗涤用品粪便、尿液.71第33卷第9期VoL33 Na9林海等●生活污水汞的排放及对市政污水中汞的贡献2008年9月Sep. 2008中的汞,以及空气中的汞由于沉降作用降落到地面2结果与分析上,由水冲刷到下水道。本文以全国最大的污水处理厂-高碑店污水处2.1采样点的汞浓 度及其变化规律理厂所辖区域作为研究对象,对区域内生活小区进2.1.1采样点的汞浓度行了取样监测，对生活污水中的汞排放规律进行了北京地区生活社区都设有化粪池，化粪池是流分析,并通过计算,得出生活小区对高碑店污水处理经池子的污水与沉淀污泥直接接触,有机固体及厌.厂进水汞的贡献量及比例。为汞污染的源头控制提氧细菌作用分解的一种沉淀池”。可以有效截留生.活污水中粪便、纸张等物质。含汞废水排入水体后,供了依据。元素汞不太溶于水,在机械迁移过程中容易沉淀出.1研究区域概况及研究方法来。水中的+2价汞离子由于其配位亲合力强，能与许多有机物和无机物生成络合物而被泥沙微粒所1.1 研究区域概况高碑店污水处理厂是北京市拟建的15座城市吸附,随它们一起沉淀下来,富集于水域底泥中。水污水处理厂中规模最大的，也是目前全国规模最大体中的悬浮物和底质对汞有强烈的吸附作用,使水中的汞迁移到沉积物中。使水中汞大幅减少。因此的城市污水处理厂,承担着市中心区及东部工业区化粪池中的沉积物能够有效的吸附汞而使水中汞大.总计9 661公顷流域范围内的污水收集与治理任务，量减少,按照设计惯例,化粪池的运行周期为90总处理规模为每日100万立方米，约占北京市目前天[41 ,污水中的汞大部分迁移到化粪池的沉积物中。污水总量的40%。实验选取了22个社区作为采样点,见表1所列研究区域包括北京市西城区、东城区、宣武区、值为随机取样的平均值样本的pH值均在7左右，崇文区、朝阳区五个区域的整体或部分。范围为西基本没有变化,由表1可见，22个采样点汞浓度均直门往南到天坛,以南护城河为界,北至二环边界的在0~2.5 μug/L之间,其中汞浓度在1 ~2 μg/L之北护城河,东至酒仙桥,京津塘高速公路以北,所辖间的有11个,占半数以上,汞浓度在0.5~1之间的47个街道,430个社区。有6个,汞浓度小于0.5 μg/L的只有4个,这说明1.2监测项目变异特 征的初步估计生活污水中的汞浓度个体差别并不明显,整体呈现为了解监测项目是否存在日或周的周期性变面源污染的特征。汞浓度最高点出现在玉桃园二异,需要进行实验性调查。由于生活小区日用水量区,高达2.231 0 ug/L,此社区人口密度较大,水量.基本稳定,不存在周或季的周期性变异使监测结果较大,化粪池偶然会出现溢流现象,分析认为这就是产生偏误,因此,对某小区每8在不同时间的污水样此采样点汞浓度较高的主要原因。浓度最低点出现进行分析测量,调查结果说明汞的总量也基本不存在地坛社区,为0.207 7 μg/L,新街口西里三社区、灯市口社区、胡家园社区、王家园社区汞浓度都小于在日的周期性变异。0.5 ug/L,这五个社区均为老旧小区,九十年代之前.3 样品采集和预处理对于封闭式小区,采样点均设在小区的总排水建成,其污水中较低的汞浓度可能跟小区居民的生口,如果有化粪池的小区,设在化粪池出水口,对于活习惯和生活水平有很大关系。表1社区 采样点及汞浓度值没有总排水口的非封闭式小区,在小区内随机选取p(Hg)p( Hg)几个排水口进行采样,然后混合均匀后测试。采样采祥点/(ug.L小)采样点./(ug.1")方法为吊瓶取样,由于汞的特殊性质,它可能会存在灯市口社区0.5324金鱼池社区1.020 4局部浓度高的现象,因此,为了保证数据的准确性和胡家园社区0.537 8花市枣苑社区1. 280 3代表性，每次取样后立刻加入5.5 ml体积比为1:1王家园社区0.6149都市馨园社区1.384 8的浓硫酸使水样pH值小于等于1,加入4.5 ml浓度化工社区1.039 2黑窑厂社区.0.873 8地坛社区0. 207 7南线阁社区1. 228 5为5%的高锰酸钾作保护剂。样品置于阴凉处或冷玉桃园一区.1. 2628白广路社区1. 942 7藏保存。这样可以有效地防止汞在测定前的损失。玉桃园二区2.231 0南北里社区0.888 01.4样品的测定方 法中国煤化工社区1.4602汞的测定采用原子荧光法( AFS -3100原子荧i Ci社区.1.475 3.光光度计,北京海光仪器公司)。检出限为1.5 μg/| YHCNMHG社区1.4710L,测定上限为11 ug/L。东玉北街社区1.7896吉庆里社区1.1432.72●第33卷第9期vol.33 Na.9林海等●生活污水汞的排放及对市政污水中汞的贡献2008年9月Sop. 20082.1.2汞浓度与所在区域的关 系宣武区、朝阳区五个区,样点的汞浓度与所在区域的22个采样点分别位于东城区、西城区、崇文区、关 系如图1所示:2.52> 东城区汞浓度■西城区汞浓度1.5▲崇文区汞浓度◆宜武区汞浓度朝阳区求浓度0.5 t所在区域图1样点汞浓度 与所在区域的关系由图1可见:汞浓度的高低与所在区域没有明显居民综合生活用水是指居民8常生活用水以及的相关性,五个区的样点汞浓度并不会因所属区域的公共建筑和设施用水的总称。根据《室外给水设计不同而有所区别,每个区域当中,汞浓度都是高低不规范》GB50013 -2006的规定,居民生活用水定额应一的,其中,东城区崇文区和朝阳区汞浓度分布比较根据当地国民经济和社会发展、水资源充沛程度、用集中,而西城区和宣武区汞浓度分布十分分散,样点水习惯,在现有用水定额基础上,结合城市总体规划的汞浓度与所在区域之间的规律性并不明显。和给水专业规划,本着节约用水的原则,综合分析确2.2生 活小区对市政污水中汞的贡献定。当缺乏实际用水资料情况下,可见表2选用。表2综合生活 用水定额V(人.d) .城市规模特大城市大城市中、小城市用水情况最高日平均日分区260 -410210 -340240 -390190 ~310220-370170 -280190 -280150-240170 ~260130 -210150 -240110 -180170 -270140 -230150 -250120 ~200130 -230100- 170北京市包含于第二区,拥有200多万人,所以属包括常驻人口和流动人口。于特大城市,其居民综合生活用水定额平均值为150流域内汞污染排放量的计算公式为式(3):~240L(人●d) ,取中间值195 V(人●d),居民生Plive = Wlive x Clive +1 000。活污水定额应根据当地采用的用水定额,结合建筑内式中:Plive--生活污水中汞的排放量,g/d;部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定。Wlive-- -生活污水排放量 ,1; .据相关规定,采用当地相关用水定额的90%。Clive-- -生活污水中汞的浓度的平均值,因此,综合生活污水排放总量可根据式(1)计ug. L-'算,即生活污水中汞浓度差异不大,可用均值估算其生活污水排放总量=(常住人口+流动人口)总汞的排放量,汞浓度的平均值为:1.0707ug/L。x综合生活用水定额x90%(1)得到流域内生活污水汞的排放量为:376.8 g/d流域内所有街道人口统计大概为200.5万人，高碑店污水处理厂2007年进水汞浓度见图2:.0002. 5002. 000i 5001. 0000. 5000. 000中国煤化工日期MYHCNMHG日2 离碑店污水处理厂2007年进水汞浓度●73●第33卷第9期VolL33 Na 9林海等.生活污水汞的排放及对市政污水中汞的贡献2008年9月Sep.2008如图2所示,高碑店污水处理厂进水汞浓度几(2)化粪池的管理体制有待改革。据了解,化乎都在1~2 μg/L之间,只有11月21日低于1 μg/粪 池的建设一般由城市规划、建设、环保等部门按各L,为0.9082 μg/L,为最低点,最高点出现在11月自职能负责,而化粪池的管理则比较混乱,部分由环12日,为2.7580 μg/L,最高点和最低点差值为.卫专业部门负责,部分由社会单位如业主、物业公司1. 849 8 μg/L,而且出现在同- -月份，且都出现在11 .负责。据初步统计,中国大中城市中，由环卫专业单月份,说明11月可能有特殊情况出现，据京华时报位负责的化粪池仅占10%,由社会单位负责的化粪报导,北京最大的化工厂北京化工二厂于2007年池约占80% ,另有约10%是无明确产权单位的[5。11月20日启动停产程序,当天氯碱车间全面停产,管理比较混乱,政府部门应该加强管理,最好能形成此后氧氯化车间和聚氯烯车间也全部关停,直至26 .统- -管理。小区内化粪池作为生活污水的初期处理号化工二厂实现全面停产,化工二厂作为一个高污.设施,应定期清掏,避免其堵塞、满溢和破裂,保证其染企业,汞的使用量大,它的全面停产导致了从21正常运行,以减少污水处理厂的负荷。号高碑店进水汞含量出现较大幅度的下降。(3)地方政府除了应加强环境部门对厂商的监高碑店处理区域较大,单位及小区众多,进水水督,以使其严格遵守产品的含汞量限制，还应加强汞质比较稳定,因此采用平均汞浓度作为估算总汞的污染知识宣传,使居民在生活中尽量避免含汞物品依据。高碑店污水处理厂平均进水汞浓度p(Hg)的使用,如有含汞物品的汞泄漏,能够采取有效处理为:1.591 0 ug/L,平均进水量为600000 Vd。因措施。此,进水总汞量为954.6 g/d。流域内社区生活污水对于高碑店污水处理厂进水汞的贡献率为:4结论生活污水中的总汞/g.d-1x 100% =39. 4%(1)生活污水中的汞浓度没有日或周的周期性高碑店进水总汞/g. d-变化,汞浓度与所在区域没有线型关系,生活污水的3生活小区汞减排对策汞污染呈面源污染的特点。高碑店流域内生活小区对进水汞的贡献率为(2)所辖区域内22个小区进行取样监测，汞浓39.4%，因此,生活小区是高碑店流域汞的主要污染度差异不大,用平均值估算出小区对高碑店污水处源之一,对比其他行业,虽然生活小区汞浓度较低，理厂进水汞的贡献376.8 g/d,贡献率为39. 4% ,为但是其用水总量大,因此对高碑店污水中汞的贡献主要污染源之- -。.也较大,生活小区污水中汞除了来自人们日常生活.(3)针对小区对高碑店污水处理厂汞贡献较大中所使用的化妆品、洗涤用品及食品外,自来水中本.的结论,提出在技术、管理.政策三方面对汞的污染身的汞含量以及随降水中的汞也是生活小区污水中采取有效的减排措施,以减轻污水处理厂的负荷。汞的一个重要来源。针对小区汞贡献较大的结论，技术.管理、政策参考文献:[1]杨厚玲,赵大传,王振平.浅谈身边的汞污染及预防三方面提出汞污染减排措施:(1)在技术上,应强化小区内传统化粪池的功措施[J].济南职业学院学报,2006,2(1):37 -40.能，虽然几乎每座建筑物都设有相应的化粪池,但普[2]孙淑兰.汞的来源、特性、用途及对环境的污染和对遍仍在沿用几十年前的技术。当今在西方发达国人类健康的危害[J].上海计量测试,2006 ,195:6-9. .[3]裴宏桂.对城市化粪池相关问题的探讨[J].浙江建.家,化粪池已经超越了传统意义而成了污水处理设筑,2007 ,24(6) :65 -68.施,其处理技术甚至已经达到中水回用的水平。很[4]栗心国,莫孝翠,黄征羽,等.论化粪池设置的必要多小型集镇都利用化粪池作为污水处理设施，与城性[J].水务世界,2006(6) :25 -27.镇污水处理厂相比,大大减少了占地面积,节约了运[5]苏文琼,苏宏,张晓杰.化粪池的管理与环境污染.行费用(4。这些经验值得借鉴。[J].中国煤化工26.TYHCNMHG●74●