大連市城市生活垃圾填埋場重金屬污染物分析
概 要 : 城市生活垃圾處理不當會給市民健康、城市發展帶來巨大負面影響，特別是其中所含的重金屬污染物造成的危害尤為嚴重。筆者在對大連市城市生活垃圾填埋場的垃圾進行采樣分析后，得出其中的重金屬污染物成分分析評價結果，并在此基礎上分析其來源，提出相關污染防治措施。
關鍵詞 : 城市生活垃圾 重金屬污染物 污染效應 污染成分污染防治措施
城市生活垃圾是指城市中的居民、企事業單位在日常生活和為生活服務中產生的廢棄物以及建筑施工活動中產生的垃圾。隨著城市化進程不斷加快，城市規模的不斷擴大，城市人口的增加以及城市人民生活水平逐步提高，城市生活垃圾產量與日俱增，其成分也日趨復雜。如果處理不當，不僅污染環境、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注。我們在對大連市城市生活垃圾填埋場垃圾滲濾液的分析測試中發現，垃圾滲濾液中重金屬污染嚴重，屬于綜合污水排放標準中嚴格控制的一類金屬污染物，其超標量已從數倍增至近40倍。由于垃圾滲濾液中的重金屬源于生活垃圾，因而對生態環境的污染危害深重且難以消除。鑒于此，有必要對大連市城市生活垃圾填埋場的生活垃圾中的重金屬成分進行分析，確定其含量，為生活垃圾及垃圾滲濾液的處理提供科學依據，預防重金屬污染事件的發生。
1 部分重金屬污染物污染效應
重金屬在環境中的污染特性表現為不會被降解，只發生形態和價態的變化，遷移能力很差，易在土壤中形成生物積累，甚至轉化為毒性更強的化合物。重金屬可通過植物吸收，動植物體內的富集、轉化以及食物鏈的轉移放大作用，給人類帶來潛在的危害。
通常比較受到關注的重金屬污染物質包括汞、鎘、砷、鉛等。發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中毒。六價鉻可以導致皮膚過敏，并有致癌作用。發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、飲食等進入體內，引起細胞代謝的嚴重紊亂。鉛阻礙血液的合成，導致人體貧血，出現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垃圾采樣方法
本分析樣品取自于大連市城市生活垃圾衛生填埋場，在垃圾填埋場已填埋的約80ha范圍內，依據垃圾填埋期長短不同，確定7個不同的采樣區，遵照中華人民共和國城市建設部《城市生活垃圾采樣和物理分析方法（CJ/T3039-95）》，對每一個區按梅花型采樣方式收集垃圾樣品，進行必要的垃圾分揀后，將采集樣品均勻混合，自然風干過篩，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試方法
本次測試選取重金屬指標為與人類健康息息相關的汞、鎘、鉻、砷、鉛、鋅、銅，采用環境行業標準中推薦的固體廢物分析方法進行分析測試，其中鉻、鉛、鋅、鎘、銅均以火焰原子吸收分光光度法測得，總汞用冷原子吸收分光光度法分析，用Ag-DDTC法測樣品中的砷。
所用主要儀器包括：日立2000原子吸收分光光度計（日本日立公司），SG921-1冷原子雙光束測汞儀（江蘇電分析儀器廠），1600紫外可見分光光度計（北京瑞利分析儀器公司）。
2.2結果與討論
2.2.1分析測試結果
7個垃圾樣品（編號1～7）重金屬污染濃度見表1。
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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重金屬污染水平評價
選取《土壤環境質量標準GB15618--1995》規定的三級標準中的旱田中各重金屬污染物濃度限值為評價標準，進行垃圾中重金屬污染水平評價。該標準是以保障農林業生產利于植物正常生長的基本需要為目標，對土壤中重金屬含量進行的技術規定。各重金屬指標的污染物濃度控制標準見表2。
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表2 土壤環境質量重金屬污染物控制標準 單位:mg/kg
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評價方法為單項污染指數法，計算公式為:
Lⅰ=Cⅰ/Sⅰ
式中，Cⅰ—第i種評價指標的監測值；Si—第i中評價指標的標準值。
當Ii﹥1時，表示污染物超出標準限值；Ii=1時，表明該污染物濃度為控制標準臨界狀態；Ii﹤1時，表明該項指標滿足標準要求。依此模式評價大連市垃圾填埋場垃圾重金屬污染程度，評價結果見表3。
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表3 垃圾中重金屬指標的評價結果
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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，大連市垃圾填埋場生活垃圾中汞、砷和銅的單項污染指數較小，究其原因是汞和砷在本次檢測的7個樣品中未檢出，說明其含量低于檢出限，而銅盡管檢出但其濃度非常小。超出標準而且毒性又非常強的重金屬為鎘、鉻和鉛，其中鎘超標尤為嚴重，超出標準66倍之多；其次是鉻，超標倍數介于1.66— 5倍之間；再次是鉛，其濃度大約為控制標準的1.5倍；鋅的毒性及小，但其濃度仍超出控制標準大約2倍，說明已經造成污染。
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元素的含量。在有機類垃圾中，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。城市不同功能區中產生的生活垃圾的金屬污染物略有不同，通常事業區和清掃區的Pb含量顯著高于其他功能區，可能是因為垃圾中以出版物為主的紙類成分含量較高，清掃區和商業區的Cr含量顯著高于其他功能區，可能的原因是商業區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理論上應源于其塑料成分和印刷品含量較高。部分企事業單位和居民，環境意識淡薄、環境管理不到位，導致重金屬含量較高的垃圾（包括電池、電器元件和部分工業垃圾）進入生活垃圾填埋場，也可能是導致重金屬污染嚴重的原因之一。
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極為復雜、長期和艱巨的任務，需要全方位、多措施進行污染綜合防治才能取得實效。針對大連市城市垃圾填埋場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垃圾進行分類放置，以減少重金屬污染物進入生活垃圾的排放量。
3.2 加強社區環境管理，一方面加大社區垃圾分類收集設施的建設，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衛工人的職業培訓和管理，使其在工作中能把垃圾分類處置變成自身的行動。同時加大對企事業單位環境管理的監督管理力度，以杜絕重金屬含量較高的工業垃圾混入生活垃圾中。
3.3 對現有垃圾中的重金屬污染物進行多渠道消除。比如對垃圾滲濾液進行處理以消除重金屬污染物對周邊環境的進一步污染；在垃圾填埋場及其周邊范圍內栽植具有吸收、富集重金屬功能的植物，使重金屬污染物定向轉移到植物體內，便于集中處理；在垃圾填埋過程中，適度增加抑制劑，使重金屬穩定的存在于垃圾中等等。
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