大連市城市生活垃圾填埋場(chǎng)重金屬污染物分析
概 要 : 城市生活垃圾處理不當(dāng)會(huì)給市民健康、城市發(fā)展帶來巨大負(fù)面影響,特別是其中所含的重金屬污染物造成的危害尤為嚴(yán)重。筆者在對(duì)大連市城市生活垃圾填埋場(chǎng)的垃圾進(jìn)行采樣分析后,得出其中的重金屬污染物成分分析評(píng)價(jià)結(jié)果,并在此基礎(chǔ)上分析其來源,提出相關(guān)污染防治措施。
關(guān)鍵詞 : 城市生活垃圾 重金屬污染物 污染效應(yīng) 污染成分污染防治措施
城市生活垃圾是指城市中的居民、企事業(yè)單位在日常生活和為生活服務(wù)中產(chǎn)生的廢棄物以及建筑施工活動(dòng)中產(chǎn)生的垃圾。隨著城市化進(jìn)程不斷加快,城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市人口的增加以及城市人民生活水平逐步提高,城市生活垃圾產(chǎn)量與日俱增,其成分也日趨復(fù)雜。如果處理不當(dāng),不僅污染環(huán)境、破壞城市景觀,還能傳染疾病、威脅人類的健康。目前,城市生活垃圾中的重金屬污染越來越受到關(guān)注。我們?cè)趯?duì)大連市城市生活垃圾填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的分析測(cè)試中發(fā)現(xiàn),垃圾滲濾液中重金屬污染嚴(yán)重,屬于綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格控制的一類金屬污染物,其超標(biāo)量已從數(shù)倍增至近40倍。由于垃圾滲濾液中的重金屬源于生活垃圾,因而對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染危害深重且難以消除。鑒于此,有必要對(duì)大連市城市生活垃圾填埋場(chǎng)的生活垃圾中的重金屬成分進(jìn)行分析,確定其含量,為生活垃圾及垃圾滲濾液的處理提供科學(xué)依據(jù),預(yù)防重金屬污染事件的發(fā)生。
1 部分重金屬污染物污染效應(yīng)
重金屬在環(huán)境中的污染特性表現(xiàn)為不會(huì)被降解,只發(fā)生形態(tài)和價(jià)態(tài)的變化,遷移能力很差,易在土壤中形成生物積累,甚至轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的化合物。重金屬可通過植物吸收,動(dòng)植物體內(nèi)的富集、轉(zhuǎn)化以及食物鏈的轉(zhuǎn)移放大作用,給人類帶來潛在的危害。
通常比較受到關(guān)注的重金屬污染物質(zhì)包括汞、鎘、砷、鉛等。發(fā)生在日本的水俁病事件就是由于人們食用被汞污染的魚類和貝類等水生生物,造成大量居民中樞神經(jīng)中毒。六價(jià)鉻可以導(dǎo)致皮膚過敏,并有致癌作用。發(fā)生在日本富山縣的富山骨痛病事件,就是由于人們食用含鎘廢水灌溉的稻米而中毒的。砷可以通過呼吸、皮膚接觸、飲食等進(jìn)入體內(nèi),引起細(xì)胞代謝的嚴(yán)重紊亂。鉛阻礙血液的合成,導(dǎo)致人體貧血,出現(xiàn)頭暈困倦和肢體酸痛的癥狀。
2 垃圾重金屬污染成分分析
2.1 材料與方法
2.1.1大連市城市垃圾填埋場(chǎng)垃圾采樣方法
本分析樣品取自于大連市城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng),在垃圾填埋場(chǎng)已填埋的約80ha范圍內(nèi),依據(jù)垃圾填埋期長短不同,確定7個(gè)不同的采樣區(qū),遵照中華人民共和國城市建設(shè)部《城市生活垃圾采樣和物理分析方法(CJ/T3039-95)》,對(duì)每一個(gè)區(qū)按梅花型采樣方式收集垃圾樣品,進(jìn)行必要的垃圾分揀后,將采集樣品均勻混合,自然風(fēng)干過篩,以圓錐四分法制樣,研磨后,貯存并分析。
2.1.2垃圾重金屬成分分析測(cè)試方法
本次測(cè)試選取重金屬指標(biāo)為與人類健康息息相關(guān)的汞、鎘、鉻、砷、鉛、鋅、銅,采用環(huán)境行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中推薦的固體廢物分析方法進(jìn)行分析測(cè)試,其中鉻、鉛、鋅、鎘、銅均以火焰原子吸收分光光度法測(cè)得,總汞用冷原子吸收分光光度法分析,用Ag-DDTC法測(cè)樣品中的砷。
所用主要儀器包括:日立2000原子吸收分光光度計(jì)(日本日立公司),SG921-1冷原子雙光束測(cè)汞儀(江蘇電分析儀器廠),1600紫外可見分光光度計(jì)(北京瑞利分析儀器公司)。
2.2結(jié)果與討論
2.2.1分析測(cè)試結(jié)果
7個(gè)垃圾樣品(編號(hào)1~7)重金屬污染濃度見表1。
表1 垃圾中部分重金屬污染物的濃度 單位:mg/kg
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注:Hg和As未檢出,Hg的檢出限為:0.02mg/kg;As的檢出限為:0.5mg/kg
2.2.2重金屬污染水平評(píng)價(jià)
選取《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB15618--1995》規(guī)定的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的旱田中各重金屬污染物濃度限值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行垃圾中重金屬污染水平評(píng)價(jià)。該標(biāo)準(zhǔn)是以保障農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)利于植物正常生長的基本需要為目標(biāo),對(duì)土壤中重金屬含量進(jìn)行的技術(shù)規(guī)定。各重金屬指標(biāo)的污染物濃度控制標(biāo)準(zhǔn)見表2。
表2 土壤環(huán)境質(zhì)量重金屬污染物控制標(biāo)準(zhǔn) 單位:mg/kg
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評(píng)價(jià)方法為單項(xiàng)污染指數(shù)法,計(jì)算公式為:
Lⅰ=Cⅰ/Sⅰ
式中,Cⅰ—第i種評(píng)價(jià)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)值;Si—第i中評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。
當(dāng)Ii﹥1時(shí),表示污染物超出標(biāo)準(zhǔn)限值;Ii=1時(shí),表明該污染物濃度為控制標(biāo)準(zhǔn)臨界狀態(tài);Ii﹤1時(shí),表明該項(xiàng)指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。依此模式評(píng)價(jià)大連市垃圾填埋場(chǎng)垃圾重金屬污染程度,評(píng)價(jià)結(jié)果見表3。
表3 垃圾中重金屬指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果
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注:Hg和As未檢出,Hg的檢出限為:0.02mg/kg;As的檢出限為:0.5mg/kg
從表3中可以看出,大連市垃圾填埋場(chǎng)生活垃圾中汞、砷和銅的單項(xiàng)污染指數(shù)較小,究其原因是汞和砷在本次檢測(cè)的7個(gè)樣品中未檢出,說明其含量低于檢出限,而銅盡管檢出但其濃度非常小。超出標(biāo)準(zhǔn)而且毒性又非常強(qiáng)的重金屬為鎘、鉻和鉛,其中鎘超標(biāo)尤為嚴(yán)重,超出標(biāo)準(zhǔn)66倍之多;其次是鉻,超標(biāo)倍數(shù)介于1.66— 5倍之間;再次是鉛,其濃度大約為控制標(biāo)準(zhǔn)的1.5倍;鋅的毒性及小,但其濃度仍超出控制標(biāo)準(zhǔn)大約2倍,說明已經(jīng)造成污染。
2.2.3生活垃圾中金屬來源分析
研究表明,生活垃圾中的重金屬污染物來源于很多方面,如塵土、電池、油漆、棗薊、涂料和其他電子產(chǎn)品等。在各種生活垃圾組分中、塵土中各類重金屬含量最高,塑料中的Cr、Pb,報(bào)紙等印刷品中的Cd、Cf、Cu,電池中的Hg、Zn元素的含量高于其他垃圾組分相應(yīng)元素的含量。在有機(jī)類垃圾中,紙、布和塑料組分的重金屬含量占垃圾中重金屬總量的15%—60%,其中又以塑料的重金屬含量最高。城市不同功能區(qū)中產(chǎn)生的生活垃圾的金屬污染物略有不同,通常事業(yè)區(qū)和清掃區(qū)的Pb含量顯著高于其他功能區(qū),可能是因?yàn)槔幸猿霭嫖餅橹鞯募堫惓煞趾枯^高,清掃區(qū)和商業(yè)區(qū)的Cr含量顯著高于其他功能區(qū),可能的原因是商業(yè)區(qū)垃圾以塑料為主要組分。大連市城市生活垃圾中,高濃度的Cd、Cr和Pb理論上應(yīng)源于其塑料成分和印刷品含量較高。部分企事業(yè)單位和居民,環(huán)境意識(shí)淡薄、環(huán)境管理不到位,導(dǎo)致重金屬含量較高的垃圾(包括電池、電器元件和部分工業(yè)垃圾)進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng),也可能是導(dǎo)致重金屬污染嚴(yán)重的原因之一。
3 生活垃圾重金屬污染防治措施
生活垃圾中重金屬污染控制是一個(gè)極為復(fù)雜、長期和艱巨的任務(wù),需要全方位、多措施進(jìn)行污染綜合防治才能取得實(shí)效。針對(duì)大連市城市垃圾填埋場(chǎng)中生活垃圾重金屬污染物的來源及其污染程度,提出如下生活垃圾重金屬污染防治措施:
3.1 進(jìn)行重金屬污染危害的宣傳教育,使廣大市民全面了解重金屬污染危害,特別是全面了解生活中可能的重金屬污染源,從而使市民自覺地對(duì)垃圾進(jìn)行分類放置,以減少重金屬污染物進(jìn)入生活垃圾的排放量。
3.2 加強(qiáng)社區(qū)環(huán)境管理,一方面加大社區(qū)垃圾分類收集設(shè)施的建設(shè),使垃圾分類在客觀條件上具有可能性;另一方面全面提高環(huán)衛(wèi)工人的職業(yè)培訓(xùn)和管理,使其在工作中能把垃圾分類處置變成自身的行動(dòng)。同時(shí)加大對(duì)企事業(yè)單位環(huán)境管理的監(jiān)督管理力度,以杜絕重金屬含量較高的工業(yè)垃圾混入生活垃圾中。
3.3 對(duì)現(xiàn)有垃圾中的重金屬污染物進(jìn)行多渠道消除。比如對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理以消除重金屬污染物對(duì)周邊環(huán)境的進(jìn)一步污染;在垃圾填埋場(chǎng)及其周邊范圍內(nèi)栽植具有吸收、富集重金屬功能的植物,使重金屬污染物定向轉(zhuǎn)移到植物體內(nèi),便于集中處理;在垃圾填埋過程中,適度增加抑制劑,使重金屬穩(wěn)定的存在于垃圾中等等。
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