城市生活垃圾焚烧飞灰物化性质研究

王德贵　鲁宁　张芃超　高飞　于航　吴亚楠

【摘 要】飞灰的物化性质研究得到：① 飞灰粒径分布范围较大，分布不连续且分布不均匀；② 飞灰中重金属Pb、Cd、Zn、Cu的全量均超过标准规定值，Cd是阀值的34.2倍；③ 重金属Pb、Cd的浸出毒性分别为1.8716μg/mL、1.3655μg/mL，均超出了标准规定值，重金属Zn、Cu的浸出毒性未超标。

【关键词】生活垃圾；焚烧飞灰，物化性质

近年来，随着我国城市规模不断扩大，城市生活垃圾产量也急剧增加，以每年8～10%的速度增长。据《中国统计年鉴》，2015年我国城市生活垃圾产量达1.914亿吨之多，给环境造成的危害极其严重。由于垃圾焚烧技术具有减容、减量，节省用地且热量可再利用等优势，成为处理生活垃圾最有效的方法[1-3]。但是，焚烧时将产生占垃圾总量3～5%的飞灰，飞灰中高浓度的重金属进入地下水或土壤导致环境受到污染，危及人们生命安全[4-5]。因此，有必要对垃圾焚烧飞灰的物理、化学性质进行研究。

1 粒径分析

将采集的飞灰于105℃下烘干后采用济南微纳公司winner3002干粉激光粒度分析仪对飞灰进行粒径分析，结果如表1所示。

由表1可得：①飞灰粒径分布范围较大，在2～200μm的范围内均有分布。②飞灰粒径分布不连续，粒径在10～30μm范围内的飞灰仅有0.06%。③飞灰粒径分布不均匀，且有向小粒径范围集中的趋势。

2 全量分析

分别称量0.2 g混合均匀的3组飞灰样品，加入消解体系（HNO3︰HF︰H202=5︰4︰1）在MARS Xpress型微波消解仪中消解，采用AA-7020型原子吸收光谱仪对重金属的全量进行测定，结果如表2所示。

由表2可得，四种重金属Pb、Cd、Zn、Cu的全量值都超过GB15618-2008II规定的阀值。其中Cd严重超标，是阀值的34.2倍；其次是Pb，达到阀值的5.1倍；然后是Zn，是阀值的3倍；最低的是Cu元素，仅为阀值的2.4倍。数据反映了重金属在飞灰中的高富集现象，如果不能得到有效处置长期曝露于环境，在生物链中不断累积，最终通过食物链进入人体，危及人们的生命安全。

3 浸出毒性分析

飞灰中重金属的浸出毒性采用HJ/T 300-2007规定的固体废物浸出毒性浸出方法进行检测。按照标准对飞灰进行浸提剂的选择实验，最终确定选用浸提剂2#。分别称取适量3组充分混合均匀的飞灰样品于提取瓶中，置于全自动翻转振荡器上振荡，将振荡后的溶液过孔径为0.6 μm的滤膜，将过滤后的浸出液用AA-7020型原子吸收光谱仪进行重金属含量测定。结果如表3所示。

由表3可得，在浸提剂的作用下，几种不同重金属均有浸出，重金属Pb、Cd的平均浸出毒性分别为1.8716μg/mL和1.3655μg/mL，均超过了标准规定值，分别是标准值的7.5倍与9.1倍，该数据表明，飞灰如果处置不当暴露与环境中，在酸性的淋滤条件下，飞灰中富集的Pb、Cd重金属的浸出浓度严重超标，势必给周边环境和人们身体健康造成极为严重的威胁。虽然重金属Zn、Cu的浸出毒性小于标准值，但据统计，我国酸雨的平均pH值为4.07，在该条件下，重金属Zn、Cu也存在再次被浸出的可能，給环境带来潜在风险。因此，飞灰在进行填埋之前，应对飞灰采取有效的处置，防止重金属再次被浸出污染环境，危及人们生命安全。

4 结语

随着社会的不断发展，垃圾焚烧技术已成为我国垃圾处理的主要方法这一。由于焚烧时产生的飞灰中富集了大量重金属，若处置不当，势必造成环境污染，影响人们生活健康，造成不必要的财产损失。

【参考文献】

[1]张益.我国生活垃圾焚烧处理技术回顾与展望[J].环境保护，2016，44（13）：20-26.

[2]Nam S.，Namkoong W..Irradiation effect on leaching behavior and form of heavy metals in fly ash of municipal solid waste incinerator[J].Journal of Hazardous Materials，2012，199-200：440-447.

[3]冯淋淋.生活垃圾焚烧飞灰处理方法综述[J].资源节约与环保，2015，（08）：140-142.

[4]王雷，金宜英，李润东，聂永丰.生活垃圾焚烧飞灰的污染特性[J].环境科学与技术，2010，33（07）：21-26+51.

[5]肖悦，刘童，缪乐，李杰瑞，蓝天威，刘丹. 焚烧飞灰中Pb的浸出特征及预处理效果[J]. 环境工程学报，2017，11（08）：4808-4814.endprint