拉萨市垃圾焚烧飞灰重金属特性分析及风险评价

焚烧是城市垃圾处理主流技术,飞灰作为垃圾焚烧主要污染物成为垃圾焚烧污染控制关键环节。采集拉萨市垃圾焚烧发电厂飞灰样品,分析了飞灰中重金属含量及浸出毒性特征,并采用改进的潜在风险评价法及健康风险评价法评价飞灰中重金属的潜在风险。结果表明:拉萨市飞灰中重金属含量较高,且Pb的浸出浓度超过GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》浸出液最高允许值的16倍。污染评价结果表明,拉萨市飞灰中Pb对环境具有极强的污染风险。健康风险评价结果表明,飞灰中重金属对人体的致癌风险在可接受范围内,但其非致癌风险值高于美国国家环境保护局(EPA)推荐的非致癌风险值(HQ ≤ 1),对人体具有较高的非致癌风险。其中 Pb对成人和儿童的非致癌风险值分别为3.8975和9.7458,是非致癌风险的主要贡献者。     

电镀厂周边环境中重金属分布特征及人体健康暴露风险评价

以广州市白云区两电镀厂为研究对象,采集电镀厂车间废气和周围空气及土壤样品,分析了样品中重金属(包括Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和类重金属As、Hg)含量分布,分别应用地累积指数(Igeo)和US EPA的RAGS风险评估模型,对土壤中重金属污染程度、空气和土壤中重金属人体健康风险进行评价.结果表明,车间废气中Hg和Pb,空气中Cr分别高于相应标准限值,土壤中Cd、Hg和Zn达到中等污染程度.土壤和空气中重金属暴露的非致癌风险指数HQ和HI均1,非致癌健康风险可忽略.土壤中As和Cr的致癌风险10-4,高于最大可接受风险水平,CRCr对TCR贡献率81%.空气中Cr和Ni的致癌风险CR和TCR在10-6~10-4,存在致癌风险可能但低于最大可接受风险水平.土壤中重金属对儿童暴露的CR明显高于成人,而空气中重金属对成人暴露的CR值明显较高.相关分析表明土壤中重金属与废气中重金属含量密切相关,主成分分析表明土壤中达到中等污染的重金属来源可能不同于其它重金属.     

长春市城区近地表灰尘重金属健康风险评价

为评价长春市城区近地表灰尘中重属污染特征及其健康风险,采用网格化均匀布点系统采集了232件长春市城区近地表(约1.5m)灰尘样品,分别采用X荧光光谱法(XRF)、原子荧光光度法(AFS)和石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)测定了近地表灰尘中Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd含量.结果表明:城市近地表灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn的平均含量分别为23.26、0.62、94.53、68.41、0.24、93.63和416.71mg/kg,且其变化范围较大,同时均显著高于研究区表层土壤重金属含量,已受到一定程度重金属污染.健康风险评价结果表明,儿童暴露剂量均明显高于成年人暴露剂量,是成人暴露剂量的7.3倍(As为7.9倍),经消化道摄入暴露是人体城市灰尘重金属暴露的最主要途径,其次是皮肤接触暴露;从各元素的健康风险指数(HI)来看,As的健康风险最高,其次依次为Cr、Pb、Cu、Zn、Cd和Hg;非致癌总风险指数平均值分别为1.11(儿童)和0.14(成人),表明长春市城区近地表灰尘金属污染已对儿童造成了潜在的健康风险,As对总风险的贡献最大.叠加后的致癌总风险指数平均值为6.35×10-5,超过了EPA的建议值,As污染是主要风险因素,但长春市城区近地表灰尘由重金属引起的致癌风险总体上尚可接受,不会对当地居民的身体健康产生较大危害,但应加强防范.     

安徽省城市地表灰尘重金属污染及人体健康风险评价

本研究收集了安徽省合肥、蚌埠、芜湖、淮南、安庆、铜陵和宿州7个城市地表灰尘重金属含量的数据,分别采用地累积指数法、美国环境保护署(USEPA)人体健康风险评价法对地表灰尘重金属污染程度和人体健康风险水平进行评价。结果表明,所研究的安徽省7个城市地表灰尘中Pb、Cd、Cr、Zn和Cu平均含量分别为123.73±81.70、5.34±6.54、96.40±37.36、941.03±1 007.39和269.77±441.59 mg/kg,均高于安徽省土壤环境背景值。地累积指数法评价结果显示,安徽省城市地表灰尘Cr为轻度污染, Pb为中度污染,Zn为重度污染,Cd和Cu为严重污染。人体健康风险评价结果表明,安徽省城市地表灰尘重金属对儿童存在着明显的非致癌健康风险,对成人产生的非致癌健康风险不明显。重金属Cd和Cr致癌风险在安全范围内,不会对人群产生明显的致癌效应。手-口摄入是人体暴露于地表灰尘产生健康风险的主要途径,在同一暴露途径下儿童所遭遇的健康风险高于成人,儿童更容易受到地表灰尘中污染物的危害。     

基于GIS矿区土壤重金属生态环境及人体健康评价

结合调整评估阈的潜在生态风险评估和符合我国人体暴露特征参数的人体健康风险评价法,对我国典型多金属矿区—苏仙区的土壤重金属污染进行评价,并利用GIS分析了潜在生态风险等级空间分布,探究了成人及儿童致癌及非致癌健康暴露风险.结果显示,土壤中砷(As)、汞(Hg)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)5种重金属含量均超出背景值,且单因子污染指数均大于1,综合污染指数达11.6.单因子潜在生态风险评价结果显示,全境内Zn和Cu处于轻微污染及以下;As污染呈西北(中度)—东南(强烈)污染风险走向,中度污染风险等级面积是强烈污染风险等级面积的2倍,空间上看,As的强烈风险区域覆盖柿竹园大型矿区位置;Pb在大型矿区位置周围形成面状3级(重度)污染风险区;整个研究区Hg潜在污染风险处于重度及以上等级.综合潜在生态风险评价结果显示,全境土壤污染主要以重度及强烈等级为主,高风险(强烈等级)区域在空间上覆盖柿竹园大型矿区所在地,并向东南方向面状延伸至研究区边界处.人体健康风险评价显示,针对成年群体,研究区存在显著综合非致癌健康暴露风险,其中,As对非致癌健康暴露风险的贡献最大;对于儿童群体,As、Pb的儿童非致癌健康暴露风险显著,手口摄入是这两种重金属儿童非致癌风险的主要暴露途径;致癌重金属As对成人不存在显著致癌风险,但儿童的致癌健康暴露风险显著.     

垃圾焚烧飞灰冶金性能研究

垃圾焚烧飞灰是危险废物因而必须进行处理.用冶金高温熔融分离来处理飞灰是一个新的无害化处理方法.在了解飞灰特性的基础上,研究了飞灰的冶金性能.对飞灰进行冷固结造球,并分析了球团的强度和浸出毒性;测试了球团的粘度和熔化性温度;进行了飞灰球团高温熔融分离实验,分析了熔渣中的重金属和浸出毒性.实验结果表明,飞灰的矿物组成主要是CaO、SiO2等氧化物;选择7%消石灰,添加1%糖浆进行飞灰冷固结,并养护18d,单个球团平均抗压强度可达到1005 N,球团的浸出毒性没有超标.飞灰的熔化性温度范围为1250～1290℃,此时的熔渣粘度较低;飞灰高温熔融分离的适宜工艺参数为:熔融温度1400℃,熔融时问10min,球团碱度1.8,金属熔池与飞灰球团配比为5:4,金属熔融分离效果很好;飞灰经过1300℃以上的高温熔融,熔渣远远低于浸出毒性标准.     

达州市稻米重金属污染状况及健康风险评价

重金属通过食物进入人体,经过长期累积对人体健康产生潜在威胁。为了调查达州市稻米重金属污染情况及对人体健康的影响,采用单因子污染指数法、综合污染指数法对达州市稻米中铅、镉、砷和汞的污染状况分析,并采用暴露评价法和个人最大超额危险评价模型分别对居民食用该区域稻米致癌重金属和非致癌重金属进行健康风险评价。结果显示铅和汞的健康风险指数小于1,对人体健康的影响不明显;镉和砷的平均个人致癌年风险值低于美国环保署推荐的最大可接受水平。     

太原市采暖季PM2.5中元素特征及重金属健康风险评价

通过采集太原市采暖季环境空气PM2.5样品,经等离子体发射光谱仪对19种元素进行测定,运用富集因子和主因子法揭示其来源,并对重金属的潜在生态风险、人体暴露和健康风险进行评价.结果表明,元素Si、Ca、Al、Na、Mg、K、Fe为PM2.5的主要元素;土壤风沙尘、煤烟尘、机动车车尾气、工业粉尘和建筑尘是元素的主要排放源,贡献率分别为43.46%、15.69%、13.41%、9.89%和9.03%.重金属潜在生态风险指数为1 953.82,具有极强的潜在生态危害程度;环境空气重金属暴露途径以手口摄食暴露为主,呼吸吸入暴露最小,皮肤接触暴露居中,儿童重金属暴露风险高于成人;PM2.5中重金属存在非致癌风险,不具有致癌风险,儿童非致癌风险值为2.94,是成人的1.39倍.     

螯合型表面活性剂对垃圾焚烧飞灰改性的研究

以垃圾焚烧飞灰的高附加值资源化和稳定化为目标,研究了螯合型表面活性剂对垃圾焚烧飞灰改性活化和对重金属的稳定螯合效果.通过活化指数和红外光谱分析,在改性剂用量7.0mL/100g飞灰、改性时间15min和改性温度75℃的条件下,ACS1改性飞灰的活化指数可达95%以上.美国环保局固体废弃物浸出毒性试验表明,螯合型表面活性剂对飞灰中重金属具有较强的束缚能力.     

兰州市西固区儿童饮用水重金属暴露及健康风险精细化评估

饮用水是人体暴露重金属的重要途径之一,准确评估人体经饮用水暴露重金属的健康风险对其采取有针对性地健康风险防范措施具有重要意义.为探索并准确识别兰州市西固区人群经饮用水途径对重金属暴露的健康风险,本研究于2015年7～9月(非采暖期)和2015年12月～2016年1月(采暖期)开展现场入户调查,采集当地0～5岁和6～17岁儿童的饮水和用水样品,并开展人群饮用水行为模式问卷调查.通过饮水和用水中Cd、Cr、Pb和As的浓度分析,结合儿童饮用水暴露行为模式特征,采用美国环保署推荐的暴露和健康风险评价模型开展儿童饮水和用水重金属暴露的健康风险研究.结果表明,两种水体中Cd、Cr、Pb和As的浓度均未超过国家生活饮用水卫生标准限值,用水重金属的浓度受季节性影响较大,而饮水较小.饮水和用水中4种重金属的非致癌和致癌风险水平范围分别为2. 82E-08～2. 43E-02和7. 55E-09～3. 62E-05,均处于可接受风险水平;但饮水中重金属的致癌和非致癌健康风险均高于用水.同一时期0～5岁儿童用水重金属暴露的致癌和非致癌风险均低于6～17岁;而0～5岁儿童饮水中重金属暴露的致癌风险低于6～17岁,非致癌风险却高于6～17岁.研究表明该地区饮水/用水重金属暴露不会对人体健康产生明显危害,精细化的暴露评估方法可减少健康风险评估的不确定性.     

危险废物焚烧飞灰玻璃化产物危险特性

《国家危险废物名录》中HW18焚烧处置残渣明确规定,"危险废物等离子体、高温熔融等处置过程产生的非玻璃态物质和飞灰"判定为危险废物.为降低危险废物焚烧飞灰的生态环境危害,并期望对其进行更好的资源化利用,采用国际前沿的玻璃化技术对危险废物焚烧飞灰进行处置,制备得到玻璃态物质,即玻璃体.结果表明:①焚烧飞灰掺杂不同比例的高岭土、SiO₂、CaO后,可形成符合玻璃体烧制条件的CaO-Al₂O₃-SiO₂系统,经过2 h 1 400℃高温熔融,几种不同配料比的玻璃体均可形成无定型的、微观表面平滑的结构.②玻璃体对Zn、Cr、Pb、Cd和As等重金属均有不同程度的固化作用,采用HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》测得的重金属浸出浓度均低于焚烧飞灰.③采用Hakanson公式中潜在生态危害模型对焚烧飞灰及玻璃体进行风险评价显示,几种玻璃体的RI（潜在生态危害风险指数）均在50~100范围内,呈中等风险,低于焚烧飞灰（299.34）.④效果最优的玻璃体的碱度（CaO/SiO₂,质量分数）为0.3,呈现浅绿色且质地透明的外观形貌,它对Zn、Cr的浸出浓度分别为0.12、0.05 mg/L,但均未检出Pb、Cd、As,远低于焚烧飞灰浸出浓度及GB 16889-2008《生活垃圾填埋场控制标准》中生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣浸出限值（Zn、Cr、Pb、Cd、As浸出浓度限值依次为100、4.5、0.25、0.15、0.3 mg/L）,该玻璃体的RI为60.05,远低于焚烧飞灰的299.34.研究显示,采用玻璃化技术对焚烧飞灰进行处置后,焚烧飞灰可形成无定型的玻璃态结构,碱度为0.3时,玻璃体的重金属浸出浓度最低,且潜在生态风险最低,为最适用于焚烧飞灰玻璃化技术的调控比例.      

贵州遵义下寒武统黑色页岩区土壤重金属污染和人体健康风险评价

为清晰认识贵州遵义地区下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩区土壤及农作物重金属健康风险,以该黑色页岩区的表层土壤及农作物为研究对象,分析其重金属含量,采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数法和健康风险评价模型分别评价土壤和农作物重金属污染程度及健康风险,厘定主要的重金属污染物及其暴露途径.结果表明:①研究区土壤Cd、Cu、Ni和Zn平均含量均超过贵州省土壤元素背景值和GB 15168-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中土壤风险筛选值.研究区粮食类作物水稻中Cr、Ni、Zn含量,玉米中Cr、Pb含量,以及甘薯中Cr、Ni、Cd、Pb含量均超过国家相关标准中的标准限量;蔬菜类作物（白菜、辣椒、萝卜）中Cr、Ni、Zn、Cd和Pb含量均超过国家相关标准中的标准限量.②内梅罗综合污染指数法评价结果表明,研究区旱地土壤重金属综合污染等级为中度污染,内梅罗综合污染指数（NIP）为4.10,水田土壤则为重度污染（NIP=5.38）;粮食类农作物水稻、玉米和甘薯NIP值分别为10.7、8.99和36.9,重金属综合污染等级均为重度污染;蔬菜类农作物白菜、辣椒和萝卜NIP值分别为10.4、11.4和26.1,重金属综合污染等级均为重度污染.③健康风险评价模型结果表明,在摄食农作物、手口摄入和皮肤接触3种暴露途径下,研究区土壤和农作物重金属对成人和儿童的非致癌总风险指数（HI）分别为10.2和25.7,各重金属的非致癌风险大小排序为Cr > Pb > Cd > Ni > Zn > Cu.土壤Cd和Cr对成人和儿童的致癌健康风险均在可接受范围内;Ni存在一定的致癌健康风险.研究显示,贵州遵义地区下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩区土壤和农作物重金属复合污染已给当地居民造成一定程度的健康风险,摄食农作物是主要的重金属暴露途径,其中水稻和白菜中Cr、Cd和Pb是造成非致癌健康风险的主要污染物.      

兰州市耕地“五毒”重金属的风险评价与归因分析

耕地土壤的重金属有可能通过食物链网迁移转化危害生态环境和人体健康.目前,人们对兰州市耕地土壤重金属的生态环境和人体健康风险还不够清楚,从而影响对其有效管控.因此,以兰州市耕地表层土壤为研究对象,采用潜在生态风险危害指数评价As、Cd、Cr、Hg和Pb共5种重金属的生态环境风险,以USEPA提出的健康风险模型和推荐的标准评估其人体健康风险,用地理探测器探究风险空间分异的主要影响因子,以便为研究区重金属污染风险的精准管控提供科学依据.结果表明,研究区耕地表层土壤重金属对生态环境风险主要为中风险（65.25%）,少部分为低风险（13.80%）和高风险（20.95%）,低风险区主要位于永登县东南部、榆中县中部和北部以及皋兰县西南部;中等风险区在三县五区均有分布;高风险区位于永登县北和东南部、城关区南部、七里河东北部、西固区东部和榆中县中部.5种重金属不同暴露途径的非致癌与致癌风险均为：经口摄入>皮肤接触>呼吸摄入,总体上儿童高于成人.但是,"五毒"重金属的非致癌风险HI均小于1,表明它们对当地居民不存在不可接受的非致癌风险.As的致癌风险分别大于1×10^-5（儿童2.04×10^-5）和小于1×10^-4（成人1.91×10^-5）,说明其对当地居民存在可接受的中等致癌风险,且儿童的大于成人.地理探测器分析表明,采样季平均降水量对As和Cd人体健康风险空间分异的影响最大,GDP对Cr风险空间分异的影响最大,距铁路距离对Hg和Pb风险空间分异的影响最大;交互作用探测表明,各因子之间均为双因子增强,除主导因子起作用外,pH值、坡度和海拔高度等其它因子也会增强主导因子对耕地土壤重金属风险空间分异的影响程度.     

长沙市近郊莲花镇土壤重金属生态风险评价

选择长沙市近郊的莲花镇作为研究对象,采集了镇域范围内54个土壤样品,运用综合的生态风险评价方法对Hg、Cd、As、Pb、Cr 5种土壤重金属元素污染程度及对人体的健康危害程度进行评价。结果表明:1)5种重金属元素的污染程度排序为Cd > Hg > Pb > As > Cr,Cd呈现重度污染;Cd和Pb空间变异显著,其来源受人为干扰程度高。2)5种重金属元素的潜在生态危害排序为Cd > Hg > As > Pb > Cr,Cd和Hg处于强生态危害程度,是研究区域土壤重金属污染的主要因子;研究区域综合潜在生态风险达到强生态危害等级。3)"手-口"摄入是土壤重金属暴露的主要途径,儿童的非致癌暴露剂量远大于成人。5种重金属对儿童和成人所产生的非致癌风险商和非致癌风险指数均<1,不存在非致癌健康风险。4)Cr的致癌风险指数>10-4,具有极高的致癌风险;Cd和As的致癌风险指数为10-6~10-4,处于可以接受的风险范围。Cr、As的污染有不断加剧的趋势,成为影响人体健康的主要因子,应引起关注。     

城市垃圾焚烧飞灰熔融DSC-DTA实验研究

利用高温DSC-DTA热分析仪对国内外2种城市垃圾焚烧飞灰在惰性气氛(N2)和氧化气氛(O₂)下的熔融特性进行了研究.在20℃～1450℃的温度范围内采用3种温升速率进行实验.飞灰熔融过程包含多晶转变和熔融相变2种反应,多晶转变发生在480℃～670℃范围内,吸热量20kJ/kg;熔融约发生在1136℃～1231℃,在1174℃达到峰值,熔融相变潜热约700 KJ/kg,整个过程总吸热量约1800 kJ/kg.研究了CaO添加剂对飞灰熔融的影响.最后提出飞灰熔融吸热量的预测模型,模型     

宝鸡长青镇工业园区周围灰尘重金属污染特征及健康风险

利用X-Ray荧光光谱仪对宝鸡市长青镇工业园区周围灰尘中重金属含量进行测试,并采用健康风险评价方法对灰尘中重金属的污染状况进行了分析。测试结果显示,长青镇工业园区周围灰尘中重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Ni和V的平均含量分别为178.2、1586.2、1918.8、1591.8、40.2和81.9mg/kg,均高于陕西省土壤环境背景值。健康风险评价结果显示,手-口摄入行为是人体摄入灰尘中重金属的主要途径,儿童经手口摄入Pb和Cr的暴露风险商及总危害指数均大于1,说明灰尘Pb和Cr对儿童具有重要的健康危害。     

垃圾焚烧飞灰处置与资源化利用研究进展

针对作为危险废物的垃圾焚烧飞灰,系统介绍了国内外对其进行处理处置的现状,从水泥固化、高温稳定化及化学药剂稳定化几方面进行了论述。在总结目前国内外飞灰资源化利用途径的基础上,介绍了其4类再利用途径:建筑材料制作(水泥、混凝土、陶瓷、玻璃和玻璃陶瓷),农业利用(土壤改良剂)、岩土工程应用(道路、筑堤)和其它(吸附剂),并对以后的处理方向作了阐述,为飞灰的无害化和资源化处理提供参考。     

医疗垃圾焚烧飞灰的重金属浸出特性及其稳定化处理研究

通过对医疗垃圾飞灰的浸出特性和高温熔融处理实验,研究了浸出时间、液固比、pH值和颗粒尺寸对重金属浸出特性的影响以及飞灰熔融对重金属稳定化处理效果.结果表明,随着浸出时间的增加,飞灰绝大部分重金属的浸出浓度增高,浸出毒性增强;液固比(L/S)增加,大部分重金属的浸出率大大提高,其中重金属Cd的浸出率最大,在液固比为90时,飞灰中的Cd的浸出率达到70%以上;pH为中性左右的时候,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属的浸出液浓度最低;颗粒尺寸在较大或者较小时,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属浸出浓度较小,大部分重金属在颗粒尺寸250～900μm时,重金属的浸出浓度较高;飞灰高温熔融后,重金属的浸出毒性大大降低,说明熔融对重金属有很好的固化效果.