生活垃圾堆肥過(guò)程中重金屬的分布特征及滲濾液回灌的影響.pdf

1、目前，上海生活垃圾的處理、處置基本形成了以焚燒和堆肥為主，以填埋為補(bǔ)充的格局，生化堆肥垃圾處理能力較高，而且垃圾堆肥可提高土壤養(yǎng)分、改善土壤理化特性、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及品質(zhì)、改善土壤微生物特性，并能修復(fù)農(nóng)藥污染土壤，但由于生物肥中重金屬含量較高，可能會(huì)引起土壤重金屬污染；同時(shí)，重金屬的生物有效部分可能導(dǎo)致土壤表面的植物體內(nèi)重金屬含量較高，對(duì)環(huán)境及人類(lèi)健康造成影響。 生活垃圾堆肥初期會(huì)產(chǎn)生大量的高濃度有機(jī)滲濾液，其中含有Cu、Pb

2、、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni等多種重金屬，而且有些重金屬濃度較高，針對(duì)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)某些生化堆肥廠并不對(duì)滲濾液進(jìn)行專(zhuān)門(mén)處理，而是用于二次堆肥時(shí)回灌補(bǔ)水，其堆肥產(chǎn)品中重金屬含量偏高、限制了垃圾堆肥農(nóng)用的現(xiàn)狀，本文以浦東某生活垃圾生化處理廠垃圾堆肥長(zhǎng)期運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室模擬回灌，利用統(tǒng)計(jì)分析方法比較無(wú)回灌與滲濾液回灌條件下、滲濾液回灌及清水回灌條件下堆肥物中重金屬含量及形態(tài)的差異性，從而確定滲濾液回灌對(duì)堆肥物中重金屬總量及其分

3、布的影響。 為了解堆肥各階段重金屬的分布特征，調(diào)查分析了春、夏、秋、冬四季實(shí)際生活垃圾堆肥過(guò)程中各狀態(tài)重金屬Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni的含量分布，結(jié)果表明，原生生物質(zhì)垃圾中各重金屬含量都很低，廚余/庭院垃圾中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni最大含量分別為32.15/31.28 mg/kg、5.75/10.37 mg/kg、143.33/147.55mg/kg、1.48/1.72 mg/Kg、36.94/32.0

4、5 mg/kg、5.29/8.13 mg/kg，都遠(yuǎn)低于美、德、英、法、加拿大、荷蘭等國(guó)垃圾堆肥農(nóng)用的控制標(biāo)準(zhǔn)。 二次堆肥物及最終生物肥中各重金屬含量較原生垃圾都明顯升高，Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni最大含量分別為844.33/950.53 mg/kg、208.23/571.85 mg/kg、1129.6/1115.42 mg/kg、3.74/8.5 mg/kg、624.09/547.75 mg/kg、112.78

5、/347.88 mg/kg，均已超出垃圾堆肥農(nóng)用的最低國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)4.75、5.72、4.71、2.83、2.08、3.48倍。 通過(guò)跟蹤實(shí)際堆肥廠及實(shí)驗(yàn)室模擬回灌的二次堆肥過(guò)程，發(fā)現(xiàn)無(wú)論回灌與否，二次堆肥過(guò)程中各重金屬含量都存在一定程度的超標(biāo)現(xiàn)象，Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni最大含量分別超標(biāo)4.45、6.73、7.74、1.9、2.79、14倍，說(shuō)明堆肥產(chǎn)品中重金屬含量較高的原因可能不只在于堆肥過(guò)程本身滲濾液回灌的

6、影響，堆肥生物質(zhì)組分本身含有的重金屬、生活垃圾并未進(jìn)行源頭分選對(duì)最終生物肥中重金屬含量也應(yīng)有很大貢獻(xiàn)。回灌與無(wú)回灌條件下二次堆肥過(guò)程中重金屬含量及形態(tài)分布的配對(duì)樣本均數(shù)檢驗(yàn)表明，兩個(gè)平行無(wú)回灌發(fā)酵倉(cāng)中各重金屬含量都不存在顯著性差異，這就排除了基質(zhì)差異對(duì)重金屬含量差異的影響。對(duì)無(wú)回灌與回灌條件下及滲濾液回灌與清水回灌條件下含量存在顯著性差異(0.05顯著性水平)的重金屬進(jìn)行了均數(shù)比較，滲濾液回灌發(fā)酵倉(cāng)中Pb、Ni含量較無(wú)回灌發(fā)酵倉(cāng)低26.

7、54％與38.41％，而Cd、Cr含量較無(wú)回灌發(fā)酵倉(cāng)高56.93％與106.51％；清水回灌條件下Cu含量較無(wú)回灌時(shí)低40.71％，而cr含量較無(wú)回灌時(shí)高98.98％；滲濾液回灌發(fā)酵倉(cāng)中Cu、Cd含量又高于清水回灌的38.97％與27.83％。其它重金屬含量沒(méi)有顯著性差異。這說(shuō)明了回灌對(duì)堆肥物中重金屬總量將產(chǎn)生影響，影響的程度與重金屬元素有關(guān)，而且滲濾液回灌的效果區(qū)別于清水回灌。 回灌過(guò)程中重金屬總量的變化與其形態(tài)分布的遞變存

8、在一定的聯(lián)系：回灌導(dǎo)致Pb、Ni酸可溶態(tài)含量降低，可能隨滲濾液排出；Cu、Zn由于與有機(jī)質(zhì)有較強(qiáng)的結(jié)合能力，滲濾液回灌后堆肥物中可氧化態(tài)Cu、Zn含量增加；Cd、Cr在回灌條件下含量增加的原因在于其殘?jiān)鼞B(tài)含量的升高。 鑒于原生生物質(zhì)垃圾中重金屬含量并不高，而無(wú)回灌條件下生物肥中重金屬也超標(biāo)的現(xiàn)象，建議生活垃圾在堆肥前進(jìn)行源頭分選，避免由其他重金屬含量較高的組分引起二次污染；針對(duì)滲濾液回灌導(dǎo)致Cu、Zn在可氧化態(tài)吸附、富集，Cd