针对我国市政污泥无害化和资源化处理处置需求，围绕污泥处置工艺过程中汞的迁移机制和污染控制，中国科学院生态环境研究中心魏源送研究组开展了系列研究，近日在污泥高级厌氧消化过程中溶解性有机物与汞结合机制方面取得新进展。
汞（Hg）是一种具有高神经毒性和生物积累性的重金属。市政污泥既是城市污水中汞的“汇”，又是环境中汞的“源”。溶解性有机物（DOM）对汞在水体中的迁移性、生物可利用性和生物毒性等方面发挥着重要作用。然而，污泥处理过程中DOM与汞的结合机制尚缺乏深入认识。污泥高级厌氧消化是实现污泥中有机质高效降解转化产甲烷进而能源回收利用的主要途径，其应用日益得到重视。因此，本研究深入研究污泥高级厌氧消化过程中汞的形态演变和DOM的影响，从而为污泥中汞污染风险控制提供新思路。
本研究以某再生水厂的污泥高级厌氧消化工程为对象，通过现场调研和实验室研究，明确了污泥DOM的组成变化及其与汞结合的关键组分。研究发现，有机螯合态汞、强络合态汞和硫化物结合态汞是该工艺过程中污泥中汞的主要形态。不同工艺阶段污泥和分子量大小的DOM具有不同的组成特性，从而与Hg(II)的结合能力也不同。污泥DOM中色氨酸类物质具有较高的Hg(II)结合能力，通过促进污泥中色氨酸类物质的溶出，可有效促进污泥中汞溶出释放（溶出释放率为30.34%）。该研究为深入理解污泥高级厌氧消化过程中调控DOM组成与性质，进而控制汞污染并降低其生态风险提供了新认识。
相关成果相继发表在Journal of Hazardous Materials（2020, 406, 124310），Bioresource Technology（2021, 347, 126394），Water Research（2022, 226, 119204；2024, 259, 121845），以上研究工作得到了国家重点研发计划项目（2019YFC1906502）的支持。该论文的通讯作者为魏源送研究员和刘吉宝副研究员，第一作者为硕士生张义鑫。
论文链接如下：
https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121845
https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.119204
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126394
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124310
水污染控制实验室
2024年6月17日