Mobilność metali ciężkich w osadach ściekowych na przykładzie wybranej oczyszczalni ścieków

W pracy przedstawiono wyniki badań specjacji metali ciężkich w osadach ściekowych. Zastosowano metodykę proponowaną przez Community Bureau of Reference (BCR). Badano osady ściekowe z oczyszczalni ścieków w Ostrowcu Świętokrzyskim. Przepustowość oczyszczalni ścieków wynosiła Qdmax = 20 200 m3/d (88 060 RLM). Wykazano obecność metali ciężkich we wszystkich frakcjach (FI, FII, FIII, FIV). Należy stanowczo podkreślić, że dominującymi formami występowania analizowanych metali są połączenia metaloorganiczne oraz glinokrzemiany. Stanowi to odpowiednio frakcję III i frakcję IV wg BCR. Metalem o maksymalnej względnej zawartości w mobilnej frakcji I był nikiel (17,9%). W mobilnej frakcji II dominował kadm. Jego względna zawartość wynosiła 7,8%. Nieznacznie niższa była tu zawartość niklu (6,7%). Najbardziej mobilnym metalem (FI+FII) był więc nikiel - 24,6%. Wyniki badań dla ustabilizowanych tlenowo osadów ściekowych potwierdziły obserwowaną tendencję koncentracji metali ciężkich we frakcjach niemobilnych, tu w połączeniach z glinokrzemianami (kadm - 72,8%; chrom - 73,4%; ołów - 75,6%). Wynika z tego, że dominujące formy występowania badanych metali ciężkich są niemobilne. Wykazano tym samym, że sumaryczna zawartość metali ciężkich w osadach ściekowych nie jest obiektywnym kryterium oceny zagrożenia środowiska. Mając to na uwadze, należy jednak nadmienić, iż immobilizowane we frakcji FIII metale ciężkie mogą stanowić potencjalne niebezpieczeństwo dla gruntu w strefie aeracji.

The sewage sludge heavy metals can be dissolved, precipitated, precipitated with metal oxides, and adsorbed or associated on the particles in biological debris. Heavy metals are found in the form of oxides, hydroxides, sulphides, sulphates, phosphates, silicates, organic connections forming complexes with humic compounds and complex sugars. Polish regulations specifying the maximum levels of heavy metals in municipal sewage sludge used for agricultural purposes refer to the total content of lead, cadmium, mercury, nickel, zinc, copper and chromium. The aim of this study was to evaluate the mobility of heavy metals in sewage sludge from wastewater treatment plants in Ostrowiec Świętokrzyski (the Świętokrzyskie Province). The wastewater treatment plant is mechanical-biological. Inflow of sewage are domestic sewage mixed with rain water or a thaw. The Ostrowiec Świętokrzyski wastewater treatment plant of the capacity of 80 060 PE uses the activated sludge method. Receiver of wastewater is Kamienna river. Stabilized sewage sludge from the wastewater treatment plant in Ostrowiec Świętokrzyski was analyzed in accordance with the extraction method proposed by the Community Bureau of Reference (BCR). Zinc, cadmium, lead and nickel were determined by means of the standard addition with the use of the Perkin-Elmer 3100-BG FAAS atomic absorption spectrophotometer (with the background correction function turned on). Chromium and copper were tested using the FAAS technique. In order to determine mercury the CVAAS method was employed. The sequence analysis revealed the presence of heavy metals in all fractions (FI, FII, FIII, FIV). It should be strongly emphasised that organometallics and aluminosilicates constitute the most prevalent forms of metals under consideration. Those, according to BCR, make fraction III and fraction IV, respectively. The maximum content of heavy metals in the mobile fraction I was found for nickel (17.9%). The maximum content of heavy metals in the mobile fraction II was found for cadmium (7.8%). Nickel was thus the most mobile metal. The results for anaerobic stabilized sewage sludge confirmed a trend being observed in heavy metals concentration in the immobile fractions, here in combination with aluminosilicates (cadmium - 72.8%, chromium - 73.4%, lead - 75.6%). On the basis of the investigations, it can be concluded that the dominant forms of heavy metals are immobile. It was shown that the total content of heavy metals in the sewage sludge does not provide an objective criterion for the environmental risk evaluation. Bearing that in mind, however, it should be noted that heavy metals immobilized in the fraction FIII, may pose a potential hazard to soil in the aeration zone.