市政污水廠運行產(chǎn)生大量剩余污泥,已經(jīng)成為一個新的環(huán)境問題和挑戰(zhàn)。污泥中富集大量的重金屬,將在對這些污泥進行農(nóng)用消解的過程中產(chǎn)生較高生態(tài)風險。本論文以每100℃為梯度熱解制備的6種污泥生物炭為材料,研究不同溫度(300℃-800℃)條件下污泥中重金屬生物有效性和生態(tài)毒性的差異,藉此對于熱解工藝作為污泥資源化利用的可行性和安全性進行科學評估。主要研究結果如下:(1)與污泥原樣相比,熱解處理后污泥生物炭中重金屬含量顯著提高,各種重金屬的富集系數(shù)從高到低依次為Ni(SB2_(500):264.5%)、Cu(SB1_(800):159.1%)、Mn(SB1_(800):147.5%)、Zn(SB1_(800):137.1%);然而,污泥生物炭中重金屬形態(tài)由可交換態(tài)和酸溶態(tài)(F1)以及可還原態(tài)(F2)大量轉化為可氧化態(tài)(F3)和殘渣態(tài)(F4),使得污泥生物炭中重金屬的生物有效性和浸出毒性均顯著下降,其中生物有效性下降最多分別為Cu(SB1_(300):88.6%)、Mn(SB1_(800):98.3%)、Ni(SB2_(500):91.5%)、Zn(SB1_(800):99.0%)。根據(jù)潛在風險指數(shù)(RAC)評價,重金屬風險顯著減小,其中降低最多為Zn(SB1_(800):35.5%),由高風險污泥轉為無風險污泥生物炭。根據(jù)實驗結果,500℃下熱解污泥形成污泥生物炭的環(huán)境風險最低,效果最佳。(2)為明確污泥生物炭在土壤老化過程中重金屬釋放規(guī)律,本文進行了污泥生物炭與土壤混合培養(yǎng)實驗。結果表明,與污泥相比,污泥生物炭在土壤中施用有效地促進施入物質中重金屬離子由活化態(tài)向殘渣態(tài)轉變,降低了土壤的重金屬污染風險。但污泥生物炭對于土壤中有效態(tài)N、P、K等營養(yǎng)元素的貢獻將低于污泥原樣,分別為N:3.69 mg/kg(W1C)、0.44 mg/kg(W1E)、1.95 mg/kg(W2C)、1... （共60頁)