于 淼，張?jiān)鰪?qiáng)

（西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 垃圾采樣點(diǎn)和采樣步驟

根據(jù)丹東市區(qū)的人口和區(qū)劃布置，選擇5個(gè)代表不同功能區(qū)的采樣點(diǎn)，見表1。自2012年4月至2013年3月，于每月底到現(xiàn)場(chǎng)采樣。

表1 垃圾采樣點(diǎn)

采樣步驟：①在垃圾存放設(shè)施中取垃圾樣品100 kg，同時(shí)測(cè)定垃圾密度。②進(jìn)行物理性人工分選，挑出大塊石塊、煤渣和塑料，再過(guò)孔徑為15 mm的鋼絲篩，篩下的為篩下混合物；再將未篩下的石塊、煤渣和塑料挑選出來(lái)；然后將篩下混合物、無(wú)機(jī)物（所有的石塊和煤渣等）、塑料、可腐物（剩下的篩上物）分別裝在貼上標(biāo)簽的黑色塑料袋中，并置于室內(nèi)避風(fēng)、陰涼處，保存期不超過(guò)24 h。③樣品測(cè)完含水率后，粉碎為80目的細(xì)末，縮分后裝袋備用。

1.2 垃圾理化性質(zhì)測(cè)定方法

根據(jù)CJ/T 313—2009生活垃圾采樣和物理分析方法測(cè)定垃圾的密度和含水率。熱值用氧彈熱量計(jì)測(cè)得，從彈筒發(fā)熱量中扣除HNO3形成熱和硫酸校正熱后得干基高位熱值，從而計(jì)算其濕基低位熱值。TN、TP和TK分別根據(jù)CJ/T 103—1999、CJ/T 104—1999、CJ/T 105—1999測(cè)得。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法消化，用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定Pb、Cu、 Zn （CJ/T 101—1999、 GB/T 17138—1997、GB/T 15555．2—1995），用比色法測(cè)定As（CJ/T 102—1999） 和Cr（CJ/T 97—1999）。

2 結(jié)果分析

2.1 垃圾物理組成分析

從表2可見，垃圾中可腐物含量以樂(lè)購(gòu)小區(qū)最高（54．12%），其次是遼東學(xué)院，六緯路最低。除萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)和濱江大道外，其他采樣點(diǎn)篩下混合物相差不大。無(wú)機(jī)物以六緯路最高，達(dá)39．35%，其次是濱江大道21．12%，樂(lè)購(gòu)小區(qū)僅為9．19%。塑料含量以萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)的最高，達(dá)27.12%，六緯路最低，僅為7.12%。

表2 不同采樣點(diǎn)垃圾中各組分濕基含量 %

由于樂(lè)購(gòu)小區(qū)為中、高檔生活水平居民小區(qū)，其垃圾組分主要是廚余垃圾，無(wú)機(jī)物較少，且為方便投送大部分裝入塑料袋中，水分不易揮發(fā)，含水率較高；六緯路為餐飲服務(wù)區(qū)，以燃煤為主，故其無(wú)機(jī)物含量高；萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)是娛樂(lè)區(qū)，垃圾以食品塑料外包裝、干果殼和煙頭為主；濱江大道是行政辦公區(qū)和工業(yè)園區(qū)，垃圾成分較復(fù)雜；遼東學(xué)院垃圾以枯枝、樹葉為主，另外廢紙、食品包裝也較多。

2.2 垃圾的物理特性分析

從表3來(lái)看，垃圾密度變化很大，其中以六緯路的最高（453.7 kg/m3），其次是樂(lè)購(gòu)小區(qū)和濱江大道，均高于全國(guó)平均水平300 kg/m3［1］。萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)因塑料含量高導(dǎo)致其垃圾密度僅為209.8 kg/m3。含水率不同功能區(qū)差異不大，遼東學(xué)院的最高（55.12%），濱江大道最低（39.97%）。劉曉紅等［2］研究表明，塑料和紙類含量與垃圾熱值顯著相關(guān)，而可腐物與熱值的關(guān)系不顯著。高位熱值中以萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)的最大，為25 110.2 kJ/kg。低位熱值仍以萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)的最大，為14 794.2 kJ/kg。從高低位熱值相差的比例來(lái)看，遼東學(xué)院的相差最大，其次是樂(lè)購(gòu)小區(qū)，這也說(shuō)明了這兩者的含水率較高。

表3 垃圾的物理特性

表4 垃圾的可腐物和篩下混合物中的化學(xué)成分含量

由表4可知，可腐物中的TN以樂(lè)購(gòu)小區(qū)最高，年均為1.569%；其次是遼東學(xué)院和六緯路，分別為0.912%和0.902%；萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)的最低，只有0.712%。而篩下混合物中的TN仍以樂(lè)購(gòu)小區(qū)最高，年均為2.123%；其次是萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)0.895%；六緯路最低，僅為0.221%。TN含量普遍比重慶市區(qū)的生活垃圾低。TP的情況與TN的情況類似?？筛镏?，TP仍以樂(lè)購(gòu)小區(qū)最高，年均為0.816%。篩下混合物中，TP還是以樂(lè)購(gòu)小區(qū)最高，年均為0.895%，其他地方的變化趨勢(shì)和可腐物相似。對(duì)于TK來(lái)說(shuō)，可腐物中以六緯路最高，年均為1.512%；其次是遼東學(xué)院1.29%；濱江大道的最低，僅為0.909%。篩下混合物中，TK以遼東學(xué)院最高，年均為1.596%；其次是六緯路和濱江大道。從相關(guān)分析來(lái)看，可腐物中TN和TP極顯著正相關(guān)，表明二者很可能來(lái)源于同一垃圾組分，TC和TK極顯著負(fù)相關(guān)；篩下物中只有TN和TP極顯著正相關(guān)。

垃圾中的重金屬污染是垃圾處理過(guò)程中尤為嚴(yán)重的問(wèn)題。許多適合堆肥處理的垃圾由于重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，最終直接影響堆肥的質(zhì)量，限制了堆肥的使用范圍［3］。對(duì)照表5來(lái)分析，丹東市區(qū)垃圾中Cr含量都不超過(guò)當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，這表明市區(qū)垃圾未受Cr污染。Cu含量已超過(guò)當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸担移毡楸葒?guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)高，表明垃圾已受Cu污染，但垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)沒限制，不影響垃圾農(nóng)用。Pb含量也都超過(guò)土壤背景值，但都遠(yuǎn)低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，有2個(gè)采樣點(diǎn)的值超過(guò)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)限值，表明示范區(qū)垃圾受Pb輕度污染。這與北京市的生活垃圾不同，其垃圾中Cu含量為6．19～20．92 mg/kg，比當(dāng)?shù)氐谋尘爸?8．27mg/kg低；Pb含量為0．71～1．52 mg/kg比當(dāng)?shù)氐耐寥辣尘爸?8．79 mg/kg也低［4］。Zn含量也都超過(guò)土壤背景值，且六緯路和濱江大道的可腐物中Zn含量超過(guò)國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其他地點(diǎn)未超標(biāo)，表明市區(qū)垃圾已局部受Zn中度污染，但垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)沒限制。As含量多數(shù)超過(guò)土壤背景值，但都未超過(guò)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)，也未超過(guò)國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該結(jié)果與楊淑英等［5］的結(jié)論一致。從相關(guān)分析來(lái)看，只有篩下物中的Cr與TN和TP極顯著負(fù)相關(guān)，其他重金屬之間關(guān)系不顯著。有關(guān)城市生活垃圾中的重金屬來(lái)源問(wèn)題，比較一致的看法是：塵土中的重金屬含量最高，塑料中的Cd、Pb，報(bào)紙等印刷制品中的Cr和Cu，電池中的Hg、Zn元素含量高于其他垃圾組分［6］。因此，丹東市生活垃圾中超標(biāo)重金屬的可能來(lái)源：Cu可能來(lái)源于報(bào)紙等印刷制品和塵土，Pb、As可能來(lái)源于塵土，Zn可能來(lái)源于電池和塵土。

表5 丹東市土壤背景值和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) mg/kg

3 丹東市生活垃圾的處理對(duì)策

丹東市現(xiàn)有總?cè)丝?40萬(wàn)人，日產(chǎn)垃圾1 680多t，預(yù)計(jì)到2014年達(dá)1 700 t左右。以前的垃圾均為集中收集以后，運(yùn)到郊區(qū)露天堆放，造成垃圾圍城現(xiàn)象，二次污染嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境。2012年初投入使用的同興鎮(zhèn)垃圾填埋場(chǎng)負(fù)責(zé)東南區(qū)清運(yùn)垃圾的處理。

依據(jù)丹東市生活垃圾的組成特點(diǎn)，垃圾含水率適中，可腐物含量較高，且可腐物中有機(jī)質(zhì)含量高，N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素含量基本滿足垃圾農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，重金屬也未見明顯超標(biāo)，C/N為20～65，且比值高于40的很少，與堆肥要求20～35相差不大；C/P為110～500，且普遍高于150，與堆肥要求75～150［7］相差很大，因此在堆肥前應(yīng)調(diào)整C/P。篩下混合物含量不高，其中的有機(jī)質(zhì)含量變化較大，且主要是灰渣，因此可直接填埋處理。無(wú)機(jī)物含量也不高，可直接填埋。塑料含量較高，導(dǎo)致垃圾的總熱值也高，但考慮到丹東市的經(jīng)濟(jì)和地理情況，更適合堆肥。隨著丹東城市化進(jìn)程的加快，經(jīng)濟(jì)條件成熟以后，也可以配置中、小型焚燒爐，焚燒垃圾中的可燃物供熱。

總之，從當(dāng)前丹東市的生活垃圾組成特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來(lái)分析，生活垃圾適宜采用堆肥+填埋的方法處理。生活垃圾經(jīng)機(jī)械分選后，可腐物用于堆肥處理，篩下混合物和無(wú)機(jī)物可直接填埋，塑料可回收?？筛锒逊屎罂捎糜谵r(nóng)作物。同時(shí)，應(yīng)最大限度減少垃圾的產(chǎn)生量，大力推行清潔生產(chǎn)，真正做到從源頭上減少垃圾產(chǎn)生量；積極推進(jìn)生活垃圾分類收集，提高分選效率，還可考慮進(jìn)行物理性人工分選；積極落實(shí)國(guó)家關(guān)于垃圾收費(fèi)制度，將環(huán)境保護(hù)的責(zé)任落實(shí)到每個(gè)人，用經(jīng)濟(jì)手段引導(dǎo)人們，從而達(dá)到從源頭減少垃圾產(chǎn)生的目的。

4 結(jié)論

1）丹東市城市生活垃圾中的可腐有機(jī)物含量為35．72%～54．12%，塑料較多，垃圾熱值較高。垃圾密度為209．8～435．7 kg/m3，含水率39．97%～55．12%。

2）生活垃圾組成與生活水平關(guān)系密切，樂(lè)購(gòu)小區(qū)垃圾中的養(yǎng)分高于其他小區(qū)。與垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)相比，丹東市垃圾的可腐物中TN都符合標(biāo)準(zhǔn)，TP含量只是個(gè)別采樣點(diǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)，TK含量有70%符合標(biāo)準(zhǔn)，TC含量都符合標(biāo)準(zhǔn)；垃圾的篩下物中TN、TK和TC比可腐物中的低但都基本滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，只是TP含量偏低。

3） 重金屬元素中Pb、Zn和As超過(guò)當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，但未超過(guò)國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；所有樣品中Cu和部分樣品中Zn含量超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，表明垃圾已受Cu和Zn污染，但這2種元素垃圾農(nóng)用無(wú)限制，不影響垃圾堆肥農(nóng)用；有2個(gè)采樣點(diǎn)的Pb含量超過(guò)垃圾農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)；Cr含量未超過(guò)當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，表明垃圾未受Cr污染。

4）從丹東城市生活垃圾的組成特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來(lái)分析，垃圾適合堆肥+填埋處理。生活垃圾經(jīng)過(guò)篩分后，其可腐物可堆肥化處理，且堆肥可以農(nóng)用，塑料可回收，篩下混合物和無(wú)機(jī)物直接填埋處理。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，從源頭減少垃圾的產(chǎn)生是重點(diǎn)，垃圾分類收集是關(guān)鍵。

［1］李東，顧恒岳.重慶市主城區(qū)生活垃圾現(xiàn)狀調(diào)查與分析［J］.重慶環(huán)境科學(xué)，2001，23（1）：67-69.

［2］劉曉紅，張?jiān)鰪?qiáng)，王瓊，等.延安市區(qū)生活垃圾可焚燒性的調(diào)查分析［J］.延安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，23（2）：51-56.

［3］聶永豐.三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)：固體廢物卷［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［4］趙由才.固體廢物污染控制與資源化［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［5］楊淑英，劉曉紅，張?jiān)鰪?qiáng)，等.楊凌城市生活垃圾中重金屬元素的污染特性分析［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24（1）：148-153.

［6］任福民，汝宜紅，許兆義，等.北京市生活垃圾重金屬元素調(diào)查及污染特性分析［J］.北方交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，25（4）：66-68.

［7］喻曉.利用城市固體廢棄物生產(chǎn)活性肥料的研究［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2001 （2）：52-53.