非正规生活垃圾填埋场腐殖土重金属含量特征.pdf

年月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第 卷第 期收稿日期:基金项目:国家重点专项 科技助力经济(墣锦环境);海口重点科技项目(编号:)作者简介:黄梅玲(),女,硕士,工程师,主要从事环境咨询、环保管理工作.通讯作者:程玲(),女,硕士,工程师,研究方向为生态环境.非非正正规规生生活活垃垃圾圾填填埋埋场场腐腐殖殖土土重重金金属属含含量量特特征征黄梅玲,程 玲,邝度良(上海墣锦环保科技有限公司,上海 ;海南墣锦环境科技股份有限公司/海口市固废处理处置与土壤修复工程技术研究中心,海南 海口 ;郴州市产商品质量监督检验所,湖南 郴州 )摘要:以海南省某市县座非正规垃圾填埋场的生活垃圾筛分腐殖土为研究对象,通过对标检测样品的重金属含量、比较和分析了垃圾场周边土壤和腐殖土的重金属含量特征,研究了非正规垃圾填埋场的重金属来源.结果表明:座非正规垃圾填埋场的腐殖土中重金属含量均低于标准限值,可用于园林绿化、苗圃栽培基质或就地与清洁土混合制备成种植土回填于场地;座非正规垃圾填埋场的腐殖土重金属含量水平与垃圾场周边环境土壤重金属含量水平相关性较小,腐殖土中的铜、锌、镉、铅含量容易受到垃圾堆体组分的影响.关键词:非正规垃圾填埋场;腐殖土;重金属中图分类号:X 文献标识码:A文章编号:()C h a r a c t e r i s t i c so fH e a v yM e t a lC o n t e n t i nH u m i cS o i l o f I n f o r m a lH o u s e h o l dW a s t eL a n d f i l l S i t e sH u a n gM e i l i n g,C h e n gL i n g,K u a n gD u l i a n g(S h a n g h a iP u j i nE n v i r o n m e n t a lT e c h n o l o g yC o,L t d,S h a n g h a i ,C h i n a;H a i k o uS o l i dW a s t eT r e a t m e n ta n dD i s p o s a l a n dS o i lR e m e d i a t i o nE n g i n e e r i n gT e c h n o l o g yR e s e a r c hC e n t e r,H a i n a nP u j i nE n v i r o n m e n t a lT e c h n o l o g yC o,L t d,H a i k o u,H a i n a n ,C h i n a;C h e n z h o uC i t yC o m m o d i t yQ u a l i t yS u p e r v i s i o na n dI n s p e c t i o nI n s t i t u t e,C h e n z h o u,H u n a n ,C h i n a)A b s t r a c t:I n t h i sp a p e r,d o m e s t i cw a s t e s c r e e n i n gh u m u s i n t w o i n f o r m a l l a n d f i l l s i t e s i na c i t ya n dc o u n t yo fH a i n a nP r o v i n c ew a st a k e na st h er e s e a r c ho b j e c t H e a v ym e t a lc o n t e n t i ns a m p l e sw a sd e t e c t e db yb e n c h m a r k i n g,a n dh e a v ym e t a l c o n t e n tc h a r a c t e r i s t i c so fs o i la n dh u m u sa r o u n dt h el a n d f i l lw e r ec o m p a r e da n da n a l y z e dt os t u d yt h es o u r c e so fh e a v ym e t a l s i ni n f o r m a l l a n d f i l l s i t e s T h eh e a v ym e t a l c o n t e n t i nh u m u s s o i l o f t h e t w o i n f o r m a l l a n d f i l l s i t e s i s l o w e r t h a n t h e s t a n d a r d l i m i t,w h i c hc a nb eu s e d f o rg a r d e n i n g,n u r s e r yc u l t i v a t i o ns u b s t r a t eo ro ns i t em i x e dw i t hc l e a ns o i l t op r e p a r ep l a n t i n gs o i l f o rb a c k f i l l i n g T h ec o n t e n to fh e a v ym e t a l s i nh u m u s i nt w o i n f o r m a l l a n d f i l l s i t e sh a s l i t t l ec o r r e l a t i o nw i t ht h ec o n t e n t o f h e a v ym e t a l s i n t h e s o i l s u r r o u n d i n g t h e l a n d f i l l s i t e,a n d t h e c o n t e n t o f c o p p e r,z i n c,c a d m i u ma n d l e a d i nh u m u s i se a s i l ya f f e c t e db yt h ec o m p o s i t i o no f t h e l a n d f i l lb o d y K e yw o r d s:i n f o r m a l l a n d f i l l s;h u m u ss o i l;h e a v ym e t a l 引言生活垃圾的处理方式一般分为填埋、焚烧和堆肥,.垃圾卫生填埋由于建设和运行费用较低而成为生活垃圾处理的主要手段,.生活垃圾填埋场有正规填埋场和非正规填埋场.非正规垃圾填埋场是指利用自然地理条件进行堆填,没有按照垃圾卫生填埋场建设的规范标准黄梅玲,等:非正规生活垃圾填埋场腐殖土重金属含量特征环境与安全进行完善的边坡、顶部、底部防渗漏设计和建设,同时未经过相关政府部门审批程序,办理土地用地、规划、立项、环境保护等方面的合法批准手续,且垃圾积存量在 t以上的垃圾填埋场.其主要的危害包括土地资源浪费、有机物、重金属、病原微生物多重污染、填埋气体污染、甲烷燃烧爆炸风险以及土壤、地下水污染风险.非正规垃圾填埋场作为土壤污染主要来源之一,对其进行治理修复不仅可以改善城市环境,为城市发展提供更多的土地资源和环境容量,更重要的是通过治理消除土壤及地下水污染风险 .目前非正规垃圾填埋场的治理技术主要可分为筛分综合利用、异地搬迁填埋、原位封场生态化治理、好氧加速稳定化技术等 .近年来,随着环保要求的不断提高、垃圾焚烧发电项目的发展以及土壤污染修复工作的逐步展开,可彻底去除污染源、充分释放土地资源的垃圾筛分综合利用技术逐步推广.非正规垃圾填埋场中矿化垃圾多为混合垃圾,通过筛分处理,含有有机质较高的 mm以下土壤约占垃圾总量的,该腐殖土可用于绿化种植、矿山修复等,也可通过适当调理后(比如添加化学调理剂、菌剂)堆肥生产肥料,实现矿化垃圾的资源化利用目的,还能节约大量的土地资源,意义重大.本文以海南省某市县座非正规垃圾填埋场陈腐垃圾经筛分后获得的腐殖土为研究对象,对比垃圾场坑基土壤样品,分析其重金属含量特征,为腐殖土的资源利用提供参考.材料及方法 填埋场概况本文选取的座非正规垃圾填埋场位于海南省某市,简称P L非正规垃圾填埋场、F P非正规垃圾填 埋 场.P L非 正 规 垃 圾 填 埋 场 占 地 面 积 约 m,垃圾层厚 m,于 年启用,地面堆积于玄武岩风化土之上,存量垃圾约 m.填埋场附近 m处有饮用水源,靠近农田.该非正规垃圾填埋场治理前场地内垃圾堆积较高,垃圾量较大,散发恶臭.F P非正规垃圾填埋场 地 貌 单 元 属 海 成 一 级 阶 地,占 地 面 积 约 m,垃圾层厚 m,垃圾土体量为 m,于 年启用,年关闭,场地内有积水浸泡到垃圾,现场有恶臭.座垃圾场于 年开展治理,均已采用的治理技术为筛分减量异地处理方式:垃圾挖掘筛分工程、运输工程、临时雨污分流系统、临时覆盖系统、清洁土回填及绿化工程等,筛分在原场地进行.筛分出来的可燃轻质垃圾就近运送至生活垃圾焚烧发电厂进行焚烧处理,骨料等重质垃圾进行原场地填埋.样品采集座垃圾场开挖过程无垃圾坑侧壁,故无侧壁样.按 m的单元在坑基采集土壤表层混合样后,使用X R F筛选出重金属含量高的土壤样品送检实验室,另外在上游较远处采集个对照土样.经开挖筛分后获得腐殖土,每 m采集个堆体混合样品,个垃圾场共采集个腐殖土、个坑基土壤及个土壤对照点样品.样品分析对采集的坑基土壤、腐殖土样品送到有资质的实验室进行检测分析,检测分析的污染物项目为p H值和种重金属(镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍和锌),检测分析标准参考 土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)(G B ).结果与分析腐殖土的资源化利用一般用于建设用地的绿化种植、农用地施肥,但不宜用于公园、学校、居住区等与人接触较密切的绿(林)地和水田施肥,重金属含量须满足相应用途的标准限值,因此本研究检测的腐殖土重金属含量主要采用 土壤环境质量建设 用 地 土 壤 污 染 风 险 管 控 标 准(试 行)(G B )中的第二类用地、土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)(G B )其他农用地风险筛选值、绿化种植土(C J/T )的级标准限值分别进行评价.此外,腐殖土的重金属含量同时与同座垃圾场的坑基和对照点进行对比,识别其变化规律.重金属含量对标评价结果表显示了重金属含量与标准对比情况,P L非正规垃圾填埋场样品汞为 m g/k g、铅为 m g/k g、铜为 m g/k g、锌为 m g/k g、镉为 m g/k g、镍为 m g/k g、铬为 m g/k g、砷为 m g/k g,除了所有坑基土壤样品的含量超标外,其余的样品重金属含量均满足 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)(G B )其他农用地风险筛选值和 绿化种植 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期土(C J/T )的级标准限值要求.F P非 正 规 垃 圾 填 埋 场 样 品 汞 为 m g/k g、铅为 m g/k g、铜为 m g/k g、锌为 m g/k g、镉为 m g/k g、镍为 m g/k g、铬为 m g/k g、砷为 m g/k g,因此F P非正规垃圾填埋场的腐殖土、坑基土壤和对照点检测样品重金属含量均低于标准限值.表重金属含量标准对比垃圾场样品名称编号p H值汞/(m g/k g)铅/(m g/k g)铜/(m g/k g)锌/(m g/k g)镉/(m g/k g)镍/(m g/k g)铬/(m g/k g)砷/(m g/k g)P L非正规垃圾填埋场对照点P L D Z T P L非正规垃圾填埋场坑基P L K T T P L非正规垃圾填埋场坑基P L K T T P L非正规垃圾填埋场坑基P L K T T P L非正规垃圾填埋场坑基P L K T T P L非正规垃圾填埋场腐殖土P L F Z Z T P L非正规垃圾填埋场腐殖土P L F Z Z T P L非正规垃圾填埋场腐殖土P L F Z Z T P L非正规垃圾填埋场腐殖土P L F Z Z T F P非正规垃圾填埋场对照点F P D Z T F P非正规垃圾填埋场腐殖土F P F Z Z T F P非正规垃圾填埋场腐殖土F P F Z Z T F P非正规垃圾填埋场坑基F P K J T F P非正规垃圾填埋场坑基F P K J T F P非正规垃圾填埋场坑基F P K J C B (G B )其他农用地 (C J/T )第三类标准值 垃圾场周边土壤重金属含量特征图显示了座非正规垃圾填埋场样品重金属含量均值及方差情况.座垃圾场的坑基和对照点土壤汞、镉、砷含量平均值差别不大,P L非正规垃圾填埋场坑基土壤的铅、铜、锌、铬、镍含量平均值分别是F P非正规垃圾填埋场的 倍、倍、倍、倍、倍,对照点土壤的铅、铜、锌、铬、镍含量平均值也表现出P L非正规垃圾填埋场显著高于F P非正规垃圾填埋场,分别是 倍、倍、倍、倍、倍.总体而言,P L非正规垃圾填埋场周边环境土壤重金属含量水平高于F P非正规垃圾填埋场(表).图样品重金属含量均值及方差表样品重金属含量均值及方差m g/k g样品名称(平均值标准差)汞铅铜锌镉镍铬砷P L非正规垃圾填埋场对照点(n)P L非正规垃圾填埋场坑基(n)F P非正规垃圾填埋场对照点(n)F P非正规垃圾填埋场坑基(n)n u l l 黄梅玲,等:非正规生活垃圾填埋场腐殖土重金属含量特征环境与安全 腐殖土重金属含量特征座垃圾场腐殖土重金属含量差异与周边环境土壤重金属含量差异并未体现出一致性,P L非正规垃圾填埋场所处区域周边环境重金属总体水平虽然远高于F P非正规垃圾填埋场,但其腐殖土重金属含量总体水平却低于F P非正规垃圾填埋场.通过t检验研究,对比分析座垃圾场腐殖质土重金属含量,由图、表可知,座垃圾场腐殖土的汞、铅、镍、铬、砷含量差异不大,F P非正规垃圾填埋场铜、锌、镉含量显著高于P L非正规垃圾填埋场,分别为 倍、倍、倍,说明非正规垃圾填埋场腐殖土的铜、锌、镉含量容易受到垃圾堆体成分的影响.图座垃圾场腐殖土重金属量对比表座垃圾场腐殖土重金属含量差异性垃圾场名称汞铅铜锌镉镍铬砷P L非正规垃圾填埋场(n)/(m g/k g)F P非正规垃圾填埋场(n)/(m g/k g)t P 注:P P ,下同.通过t检验研究,对比腐殖质土和坑基土壤的重金属含量,进一步验证了腐殖土中各类重金属含量与垃圾场地土壤背景值无关,主要受到生活垃圾堆体的影响.由表可知,F P非正规垃圾填埋场腐殖土的铅、铜、镉、锌含量均显著高于坑基土壤,其中铅、铜、镉达到极显著水平;P L非正规垃圾填埋场腐殖土的汞、铜、锌、镍、铬含量显著低于坑基土壤,达到极显著水平,而铅含量却显著高于坑基土壤样品.其中个垃圾场腐殖土的铅含量均显著高于坑基样品,推测主要影响成因是来源于生活垃圾中的废电池和废灯管.表座垃圾场腐殖土、坑基样品重金属含量差异性垃圾场名称样品(平均值)汞铅铜锌镉镍铬砷F P非正规垃圾填埋场腐殖质土(n)/(m g/k g)坑基(n)/(m g/k g)t P P L非正规垃圾填埋场腐殖质土(n)/(m g/k g)坑基(n)/(m g/k g)t P 结论与讨论()座非正规垃圾填埋场的腐殖土重金属含量均达到 土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)(G B )其他农用地风险筛选值和 绿化种植土(C J/T )的级标准限值要求,可用于园林绿化、苗圃栽培基质或就地与清洁土混合制备成种植土回填于场地.()座垃圾场的坑基和对照点土壤汞、镉、砷含量平均值差别不大,P L非正规垃圾填埋场铅、铜、锌、铬、镍含量平均值高于F P非正规垃圾填埋场,总体而言,P L非正规垃圾填埋场周边环境土壤重金属含量水平高于F P非正规垃圾填埋场.座垃圾场腐殖土重金属含量水平主要受到生活垃圾堆体的影响,与垃圾场周边环境土壤重金属含量水平相关性较小.()t检验结果显示座垃圾场腐殖土的汞、铅、镍、铬、砷含量差异不大,铜、锌、镉含量差异达到显著水平,其中铅含量显著高于坑基土壤样品,说明腐殖土铜、锌、镉、铅含量容易受到垃圾堆体组分的影响.目前非正规垃圾填埋场的环境调查与治理技 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期术没有可参考的技术规范或者指南,环境调查中极少关注垃圾中腐殖土环境质量与特征,海南省非正规垃圾堆放点整治技术指引 中也未明确要求异地筛分处理技术中腐殖土的去向.因此非正规垃圾填埋场的腐殖土样品获取较为稀缺,本文只采用了座非正规垃圾填埋场的样品进行研究,难以代表海南岛地区的腐殖土重金属含量特征.建议垃圾场相关环境调查能从土壤和地下水拓展到垃圾堆体组分和热值、腐殖土环境质量和肥力特征,更多关注到垃圾填埋场堆体,为后续治理技术的选取或腐殖土的去向提供更为翔实的数据支持.参考文献:王伟,袁光钰我国的固体废物处理处置现状与发展J环境科学,():郭亚丽,赵由才生活垃圾填埋场陈垃圾基本特性及再利用J再生资源研究,():B e r k u nM,A r a sE,N e m l i o g l uS D i s p o s a l o f s o l i dw a s t e i n I s t a n b u l a n da l o n g t h eB l a c kS e a c o a s t o fT u r k e yJW a s t eM a n a g e m e n t,():袁京,杨帆,李国学,等非正规填埋场矿化垃圾理化性质与资源化利用研究J中国环境科学,():王光华非正规垃圾填埋场的识别J环境保护,():李航,霍维周,郑彬彬,等非正规垃圾填埋场调查与治理研究J环境与可持续发展,():宋晓岚城市垃圾处理与可持续发展J长沙大学学报,():殷兴军,许桂珍论我国的城市固体废弃物J辽宁城乡环境科技,():王伟,袁光钰我国的固体废物处理处置现状与发展J环境科学,():缪周伟土壤污染防治背景下的非正规垃圾填埋场治理 市场、技术 发 展 趋 势 及 典 型 案 例 分 析 J环 境 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