降低市政污泥重金屬污染有新招

近日，中國科學院成都生物研究所（以下簡稱成都生物所）污染生物治理團隊在市政污泥的重金屬原位修復研究中獲得進展，相關成果發表在期刊《有害物質雜志》上。

市政污泥是污水處理的必然產物，在污水處理過程中，50%~80％的重金屬（Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Cd、Hg、Mn）會進入污泥，污泥中的重金屬含量約為0.5%~2.0％（總固體）。然而，由于重金屬不可被生物降解，且對動植物都具有毒害作用，長期施用污泥會導致重金屬在土壤中積累，造成生態毒性，嚴重限制污泥的土地利用。

為此，研究者們開展了大量研究，目前已提出了多種將重金屬從污泥中去除的方法，但多數存在成本高和二次污染的問題，難以大規模應用。新興的微生物誘導方解石沉淀技術（MICP）可將重金屬離子隔離在方解石礦物晶體中進行礦化固定，從而降低重金屬的生物有效性和可移動性，具有廉價、高效、環境友好的特點，為土地利用的污泥中重金屬污染治理提供了新的策略。

成都生物所污染生物治理團隊將高脲酶活性菌株Sporosarcina　ureilytica ML－2介導的MICP技術，應用在了市政污泥營養土的重金屬原位修復。經過5輪MICP組分澆灌修復后，污泥營養土中可交換態Cd和Zn較對照組分別降低了31.02％和6.09％，碳酸鹽固定態Pb、Cd和Zn分別提高了16.12％、6.63％和13.09％，而殘渣態Pb、Cd和Zn分別提高了6.10％、45.70％和3.86％；污泥中DTPA提取態Pb、Cd和Zn含量也分別降低了31.39％、12.68％和15.79％，而TCLP可提取態Pb、Cd和Zn分別降低了16.14％、6.20％和13.91％，表明MICP處理通過將生物可利用的重金屬形態轉化為碳酸鹽固定態和殘渣態，從而實現重金屬的穩定化，有效降低其生態毒性。

研究人員還在MICP修復后的污泥營養土樣品中，觀察到了明顯團聚的方解石晶體，說明外源添加的ML－2菌株成功在污泥營養土中誘導形成了方解石沉淀。

此外，MICP處理提高了污泥營養土中典型產脲酶微生物的豐度，降低了重金屬抗性基因和抗生素抗性基因的豐度，表明MICP技術是一種同時降低污泥中重金屬污染和抗性基因傳播風險的有效途徑。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.134600