四川城市生活垃圾重金属污染状况及来源分析

四川省作为西南粮食生产大省,土壤重金属污染问题备受关注,生活垃圾处理处置可能带来的土壤污染风险急需探明.结合四川省五大经济区的发展格局和多样的地形条件,研究了成都、宜宾、南充、达州、西昌、马尔康城市夏冬两季生活垃圾的物理组成、重金属含量及垃圾主要组分受污染状况.结果表明,四川地区生活垃圾中厨余、包装纸、卫生纸、橡塑和灰土是主要组分,共占总量的78.25%~96.92%;四川地区垃圾中Cu(14.23~107.56 mg/kg)、Cd(0.07~0.63 mg/kg)、Zn(53.77~338.30 mg/kg)、Hg(0.01~0.41 mg/kg)和Cr(35.39~179.63 mg/kg)浓度较高,易造成土壤污染.以土壤环境质量农业用地标准为参照计算得出的重金属污染负荷指数表明:仅夏季宜宾生活垃圾处于Ⅰ级中度污染;四川地区夏冬季总体处于无污染水平,且夏季污染负荷指数略高.通过测定垃圾主要组分中重金属含量,发现厨余和灰土是成都夏季垃圾中Cd的主要来源,灰土是四川地区垃圾中Cu、Zn和Cr的主要来源之一,燃煤产生的灰土是西昌冬季垃圾中Hg的主要来源.     

偏远农村地区小型生活垃圾热处理设施炉渣重金属特性分析

对中国偏远农村地区正在运行的不同工艺类型的小型热处理设施炉渣的理化特征及重金属污染特性进行了评估,研究发现生活垃圾小型热处理设施底渣的热灼减率均在5%以下,相较于采用热解技术的热处理设施底渣,采用焚烧工艺的热处理设施底渣的热灼减率更低,达到0.70%,生活垃圾减容程度更高。主要晶体成分包括方解石、石英等。底渣和飞灰中的部分重金属含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中pH为5.5～6.5下的风险筛选值,未经妥善处理直接进入土壤环境可能会引起重金属污染问题。此外,底渣中的As、Se、Ba、Cu、Cr、Zn具有一定的生物有效性,而相比于底渣,飞灰中的重金属有效态所占比例较高,重金属生物有效性更高,对环境造成污染的潜在风险更大。     

淋洗法去除城市生活垃圾堆肥中重金属

采用淋洗法研究了淋洗剂酸度、螯合剂与表面活性剂对生活垃圾堆肥中重金属的去除效果.结果表明,淋洗剂的酸度对堆肥中重金属的淋出效果不明显,螯合剂与表面活性剂的影响较为显著.随着螫合剂、表面活性剂浓度增加,Mn、Zn和Cu的淋出量有增加的趋势,当DL-苹果酸、柠檬酸浓度为30 mmol/L,Mn的淋出量分别为对照的87和22...     

热等离子体处理前后垃圾飞灰中重金属浸出浓度的变化及二恶英分布特性的差异

为探究热等离子体处理飞灰工艺工业应用的潜力,分析处理前后飞灰中9种重金属浸出浓度变化及二恶英的分布特性,基于处理量为5 t·d⁻¹的中试规模的热等离子体熔融系统,在1 550 ℃的处理温度下进行了飞灰处理实验。结果表明,不宜使用硫酸硝酸法检测玻璃态渣中As浸出浓度,硫酸根离子会与As在熔融过程中形成的砷酸钙和亚砷酸钙中的钙离子结合,导致As的浸出浓度增加;熔融处理后,除As外的其他重金属的浸出浓度均降至国家标准浓度限值以下;就太原地区而言,其垃圾飞灰中PCDFs的含量高于PCDDs,且低氯代呋喃含量高于高氯代呋喃;熔融处理后的垃圾飞灰中,二恶英毒性当量减少率为99.96%,降至0.546 6 ng·kg⁻¹,远低于填埋标准中二恶英排放限值,说明该中试系统能够满足飞灰处理要求。该研究结果可为热等离子体熔融飞灰中试系统的工业应用提供参考。     

生活垃圾填埋场封场后种植植物中重金属迁移研究

在上海老港生活垃圾填埋场填埋单元封场的覆盖土中掺混了矿化垃圾种植植物,分析Cd、Pb、Cu、Zn 4种重金属在土壤和植物中的迁移变化,研究表明:(1)覆盖土土质从一般耕作土变成肥沃土壤;覆盖土和种植混合土重金属Cd、Pb、Cu、Zn中Cd、Pb含量相近,但种植土的Cu含量略大于覆盖原土,Zn含量远大于覆盖原土;(2)植物能富集土壤和垃圾中的重金属,木本植物的根部富集重金属的能力强于草本植物,但重金属在草本植物根、茎、叶中的迁移速度大于木本植物;(3)植物根、茎、叶的Cu、Zn含量均远大于未受污染土壤种植植物相应部位的Cu、Zn含量,种植的植物不能供家养动物食用,以免通过食物链作用危及人体安全.     

城郊乡村生活垃圾衍生燃料热解特性研究

将城郊乡村生活垃圾加工成粒径6.0 mm左右的垃圾衍生燃料(RDF),采用热重(TG)分析和红外光谱等研究其热解特性.结果表明:(1)在RDF挥发分阶段和生物质挥发分阶段,助燃添加剂处于活泼分解阶段,加入了30％(质量分数)秸秆、玉米芯等生物质作助燃添加剂后的RDF(以下简写为混合RDF)分子碎片正发生内部氢重排,总体挥发分产物较多,并且有明显的二次裂解,失重提高到4.85 mg,失重率约提高12％.在RDF与生物质重叠的碳固定阶段,助燃添加剂失重率有一定提高,热重微分(DTG)峰值速率增加,为RDF碳固定阶段的进一步热解提供了良好的支持.(2)快加热产气速率均大于慢加热.(3)热解终温越高,越有利气体析出.(4)RDF的热解固体产率随着热解终温的升高而降低,在850℃时为31.9％;热解气体产率随着热解终温升高而迅速升高,在850℃时可达49.8％.(5)根据红外光谱图,城郊乡村生活垃圾加工成的RDF中所含的氯元素基本上以HCl形式释放.(6)一级动力学反应可以准确地描述物料热解过程.     

农村生活垃圾厌氧/准好氧生物反应器堆肥产物的安全性分析

为实现农村生活垃圾的资源化利用,评价了农村生活垃圾堆肥产品的品质,探讨了该堆肥产品农林利用的可行性,并基于淋滤实验从生态环境保护角度提出了堆肥的施肥策略。研究表明：发酵1.5年的堆肥产品中有机质质量分数为31.28%,总养分为3.84%,重金属由高到低依次为Cu(1 322.02 mg/kg)、Pb(118.39 mg/kg)、Cr(91.61 mg/kg)、Cd(8.81 mg/kg),按照15%(质量分数)的比例施用后,土壤质量符合相关要求,但存在轻微生态风险。在淋滤过程中,淋溶液中总氮和硝酸盐氮浓度呈指数下降趋势,氨氮呈先增加再降低的趋势,相较于发酵1年的堆肥产品,发酵1.5年堆肥产品的淋溶液中氨氮浓度显著降低(P<0.01);模拟春季、雨季、旱季施用发酵1.5年的堆肥产品,10 000 m²园林绿地中总氮年溶出累积量介于24 534～31 783 g,约占初始总氮含量的10%;春季施肥氮释放与作物生长同步,更有利于作物生长。     

乌鲁木齐市不同区域大气降尘中重金属污染及来源分析

为进一步了解城市不同区域间大气降尘中重金属含量及其差异性,沿城市走向梯度布设降尘采样点采集样品。采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)仪测定样品中Cu、Cr、Mn、Fe、Ni、Zn、Cd、Pb和As等重金属含量,并计算富集因子来判断不同区域间的污染源类型,通过因子分析方法探讨污染的来源。结果显示,所测重金属元素中除Mn外,均受到人为源的影响,且十分严重。从贡献率来看,不同区域间第一因子的贡献率虽有差异,但均为来自土壤的风沙扬尘造成;第二因子的贡献率也不尽相同,主要是燃煤产生的污染;第三因子出现了差异,市南区和市北区主要是受金属冶炼的影响,而市中区的影响可能来自垃圾焚烧;市南区未出现第四因子,而市中区和市北区的污染源也不相同。分析表明,城市大气降尘污染依然严重,做好防控风沙和建筑扬尘,减少煤炭消耗,调整能源结构和产业布局是整体减少大气降尘的关键。     

北方地区典型城郊型村镇生活污水排放特征

近年来,随着城镇化的快速发展,城郊型村镇作为一类典型的农村地区,由于较普通农村地区发展更加迅速、人口分布更加集中、产业类型更加多样,正面临日益严重的环境问题,逐渐成为农村污水治理研究的重点。本研究区以北方地区黄河流域下的一个典型城郊型村镇为研究对象,探讨研究区农村生活污水的排污特征,补充该类典型农村地区生活污水治理的基础数据,帮助更科学的开展城郊型村镇污水治理工作。结果表明,研究区排放的生活污水水温全年基本保持在10 ℃以上,非雨季人均每日生活污水排放量为91~136 L·(人·d)⁻¹,污水总排放量为150~600 m³·d⁻¹,TN、NH₄⁺-N、TP、COD 4项污染物的平均浓度分别为36.4、34.0、2.5和131.0 mg·L⁻¹,其作为城郊型村镇具有产生污水水量较大、污染物浓度较低且波动范围较广的特点,适用于单一生态或生物与生态相结合的生活污水处理技术。     

苕溪流域典型区域重金属污染特征

从苕溪流域景观单元角度研究重金属污染特征,因人类活动是重金属污染的主要来源,所以在苕溪流域内选择采集典型工业区、农业区和城镇生活区附近河道的沉积物,分析各典型区域重金属Pb、Cd、Cr、As、Hg、Cu和Zn的含量特征,并用潜在生态危害指数法评价。结果表明,按照《土壤环境质量标准》,苕溪流域典型工业区主要是Hg、Cu和As的污染,典型农业区和城镇生活区主要是Hg的污染。各元素间的相关性分析表明,在工业区:Zn-As、Zn-Pb和As-Pb之间存在相关关系,说明它们的同源性很高。在农业区:Cu-As、Cu-Cd之间存在显著相关关系,其来源有可能相似。在城镇生活区Zn-As、Zn-Cd之间存在很高的相关性,说明它们有很高的同源性。由多种重金属潜在潜在生态风险评价结果可知:苕溪流域典型工业区、城镇区和农业区的沉积物处于低潜在生态风险。     

城市生活垃圾焚烧处理过程中重金属迁移规律研究

通过采集厦门2个垃圾焚烧发电厂进厂垃圾、渗滤液、飞灰、炉渣和烟气样品,分析垃圾组成成分及各组分的重金属含量,结果表明,垃圾中以厨余、橡塑类和纸类为主,共占到垃圾干基的78．08％,重金属含量大小次序为Zn〉Cu〉Pb〉Cr〉Ni〉Cd〉Hg;垃圾渗滤液中除Zn外,其他金属的含量都较低,一厂渗滤液中重金属Ni、Zn迁移量较大,分别达到24．46％和8．52％。二厂渗滤液中重金属的迁移有相同的趋势,但含量相对较高。垃圾焚烧后其重金属主要分布在飞灰和废渣中,烟气中的含量非常少,不同金属的含量均有差别,这与金属的性质有很大关系;通过浸出毒性分析,飞灰中重金属酸溶态含量多,容易浸出,属于危险废物。同时,不同烟气处理工艺产生的飞灰的重金属浸出量有很大差别。     

基于GCM_CB模型的土壤重金属污染评价

灰色聚类法已经运用于土壤重金属污染评价中,然而此法在确定聚类权重时仅考虑重金属浓度,忽略了衡量重金属毒性强弱的重要指标生物毒性指数。为了更客观和准确地反映土壤重金属的污染程度,将生物毒性指数引入到聚类指标权重中,构建GCM_CB(grey clustering method_concentration and biotoxicity)土壤重金属污染评价模型。通过对华东某地区的10个区域土壤重金属污染进行分析评价,并与常用评价方法对比研究,表明:其多数样点的评价结果基本一致,但针对样品4和样品9中的元素Hg,因其强毒性,使得评价等级由I级定为II级,从而提高了评价方法的灵敏度,更加符合该区域的实际土壤污染情况。     

重庆主城区大气重污染形势的激光雷达探测与分析

2013年1月12日-26日,利用大气超级站ALS300型激光雷达对重庆主城区大气进行了连续探测,分析了重污染形势期间的大气扩散条件及大气颗粒物时空分布等探测结果。分析表明,大气层结持续稳定,扩散条件差使得大气颗粒物浓度居高不下,大气能见度持续恶化;大气重污染期间PBL高度较低,平均为320～350m;大气颗粒物污染带处于100～400m高度范围;全国范围内异常的大气环流形势和重庆主城区独特的地形、气候特征是造成持续大气重污染形势的原因。     

锑矿区土壤重金属污染及优势植物对重金属的富集特征

通过野外调查采样,分析了冷水江锑矿区4个采样点土壤和优势植物中重金属含量,以及矿区生长的5种优势植物对Sb、As、Cd、Pb、Cu和Zn的的吸收与富集能力及其富集特性。结果表明,矿区土壤中6种重金属元素的平均含量均超出湖南省土壤背景值和全国土壤背景值,土壤受Sb污染最严重,其次是Cd、As的污染。5种优势植物淡竹叶、苎麻、芒草、狗尾草和白背叶体内Sb、As的含量都超过正常范围,具有修复矿区土壤Sb、As污染的潜力。其中苎麻对Sb的富集系数和转运系数均大于1,满足Sb超富集植物的基本特征,可作为生态恢复的先锋植物;芒草对Cd的富集系数和转运系数都大于1,对重金属有较强的耐性,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景。     

突发水环境重金属污染事件溯源方法与应用案例

快速准确溯源对于突发水环境重金属污染事件的应急处置和环境应急管理具有重要意义。提出了以污染物特征指纹识别、污染物总量核算、污染物浓度梯度变化、污染物迁移时间与路径等4方面为基础的“四位一体”的突发水环境重金属污染事件溯源方法。进一步以2017年嘉陵江流域突发铊污染事件为例,阐述了一次输入型突发水环境重金属污染事件溯源分析要点,分析了特征污染物识别、污染物总量核算、污染物浓度及其变化规律、特征污染物迁移与水文数据吻合程度等关键因素,逐步锁定事故污染源和肇事企业,进而探讨了本次污染事故的发生成因。本研究可为一次性排污或连续性排污的重金属污染源的溯源提供参考。     

苔藓植物运用于大气重金属污染监测的研究进展

分析了苔藓植物适用于大气重金属污染监测的特殊生理特征及其生理响应,总结了利用苔藓植物监测大气中重金属污染的优势,探讨了苔藓植物对重金属的吸收机制及其重金属富集途径,并综述了国内外采用的相关监测方法。最后,还指出了存在问题及发展方向。     

江苏省城市垃圾焚烧电厂烟气中重金属排放研究

通过对江苏省现有垃圾焚烧电厂进行资料统计,分析了江苏省目前垃圾焚烧电厂规模及分布情况。选择典型垃圾焚烧电厂烟气进行现场采样监测,对垃圾焚烧电厂烟气中重金属铅、汞、镉含量进行分析。根据垃圾焚烧电厂相关信息,结合烟气中重金属含量及相关参数,估算江苏省垃圾焚烧电厂3种重金属年排放量,其中铅为2 010.50kg/a,汞为9.16kg/a,镉为424.63kg/a。根据垃圾焚烧电厂区域分布状况,引入地学模型,对垃圾焚烧电厂重金属区域分布特征进行了分析,结果显示江苏省东部明显高于西部,苏南高于苏北地区,其中苏南地区重金属排放量最大,铅、汞、镉分别占到垃圾焚烧排放总量的48%、51%、60%。通过重金属地学分析和数据统计,确定了江苏省垃圾焚烧重金属排放重点防控区域为苏南地区。