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城市生活垃圾是人们日常生活中产生的各种固体废弃物。垃圾产生的臭气、重金属、渗沥液、病菌等对人类活动构成多方面的危害,必须得到有效而且及时的治理。对于城市生活垃圾的分析主要包括对垃圾的产地与产量、垃圾的组成与特性等。
生活垃圾中含有各类微量元素,其中的重金属元素多是有害元素,也是造成污染的重要因素,但是目前垃圾处理过程中很少关注这一问题。在此对南方某沿海城市1年内生活垃圾中微量金属元素的分布规律进行了分析,提供了比较详细的垃圾中微量金属元素的基础数据。
2样品的收集与分析
选择城市有代表性的功能区(商业、办公、旅游饮食、住宅、文教、混合等功能区),在城区内共设了6个采样点。选取其中6种主要物理组分,按垃圾中成分含量从多到少依次是动植物、煤灰渣土、纸、布、塑料、贝壳;其年平均质量百分含量见表1。
表1物理组分年平均质量的百分含量% 
将各调查点的垃圾充分混合均匀,按四分法缩分后留下的25~50kg,分拣出表1中组分烘干、磨碎、混匀,取若干样品测定As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Pb、Zn9种元素的含量。其中As采用Ag-DDC光度法测定;Cd、Cu、Fe、Mn、Pb、Zn采用原子吸收法测定;Cr采用二苯碳酰二肼比色法测定(Cr的含量基本为零);Hg采用冷原子荧光法测定。
3结果与讨论
分别从微量金属元素在垃圾中的年平均含量、随组分的分布规律以及按月份的分布规律来阐述。
3.1各微量金属元素在垃圾中年平均含量
经过测定表明,在1kg生活垃圾中,这9种金属元素的含量都是mg量级。表2反映了在所分析的生活垃圾中,各种微量金属元素在总的金属质量里占的百分含量;表3则是根据测定的1年里每个月每种元素的含量,分析得出的各金属元素在1kg生活垃圾中的年平均质量含量。
表2各金属元素年平均质量的百分含量% 
表3生活垃圾中金属元素的质量含量%
3.2各种金属元素随组分的分布规律
3.2.1部分金属元素可能的主要产生物分析
垃圾含有的化学元素有两种类型,一种是植物生长必须的元素,一种是有害元素。无论采取哪种垃圾处理方法,垃圾中的有害元素都是造成污染的重要因素。表4是几种金属元素主要的来源和它们的存在方式,对于其他元素也进行了分析。
(1)铅(Pb)垃圾中的铅存在于合金物、颜料、塑料(稳定剂)和蓄电池中,形成了生活垃圾的有害金属污染源。在垃圾焚烧时,铅(还有镉和锌)即聚集在飞灰中;而垃圾焚烧时出现的颗粒将成为铅载体。
(2)锌(Zn)由于锌是一些酵母的辅助元素,生物系统中普遍存在微量的锌,它是没有危害的。但是若其浓度过高,则锌是有毒的。
(3)汞(Hg)生活垃圾中的汞主要来自烧碱生产工艺的残渣和塑料纸的颜料。也可来自灰尘、汞电池和摔碎的温度计的汞废料。在室温下,汞是液体金属,易溶于热的和氧化的硫中。很多金属都能溶于汞中(汞合金)。汞蒸发后呈原子状,其蒸气是易吸附和高毒性的。
(4)生活垃圾中的其他金属锰(Mn)、铁(Fe)、铜(Cu)3种金属虽然不属于很有毒的物质,但它们同其他元素的共同作用还不很清楚。对于人类来说,同样是有限定的需要量和最低极限的慢性有害浓度。 在此所分析的沿海城市,其生活垃圾特点是有机物含量很高,可燃成分含量较高。由于地处海边,人们饮食中海产品占有很大分量,所以组分中动植物含量非常高,而且还有较多贝壳一类的海产品。
而无机物中含量最高的是煤灰渣土,与该城市能源主要来自燃煤有关。
表5金属元素在各组分中的年平均质量的百分含量%
表5给出了8种微量金属元素在动植物、煤灰渣土等物理组分中的分布情况。
3.3各种金属元素按月份的含量分布
同一种金属元素在一年的各个月份里的分布是不一样的,了解这一分布规律能更详尽的掌握生活垃圾的特性。附图反映的就是这一规律,因为各种金属元素在动植物和煤灰渣土中的含量远多于其他组分,所以数据图按含量的百分数都采用了分段显示。
附图(a)中As在动植物和煤灰渣土中含量随时间的分布较为均匀,As在纸组分里的含量在一月份很高,但是2月份下降很大,这个极有可能与新年人们大量使用贺卡、纸张有关。
附图(b)中的Cu有一定的含量分布在煤灰渣土中,它在八月份有个低谷,可能是跟高温期生产强度有所降低有关。
附图(c)中Fe的分布主要存在于煤灰渣土中,和Cu类似,在8月份的有一个相对的含量低谷。这一点,从Fe在煤灰渣土中各月份含量的标准方差值相对其他金属的要高出50倍,可以更为清楚地看出来。
附图(d)中Mn多存在于合金中,它的分布和Fe很相似,在8月份的煤灰渣土中的含量有一个低谷。而在8月份的动植物中含量上升,这很可能是该沿海城市在夏季海鲜的食用消费量猛增的缘故。
附图(e)中的Pb它唯一主要的来源就是煤灰渣土,其他的组分中百分含量都低于20%,这跟别的元素都不一样。
附图(f)中的Zn是元素分布在动植物和煤灰渣土中最为均匀的,但是它在纸张和塑料袋中的含量随季节变化特别大,和As的分布有类似之处,受到节假日人们对纸张和塑料袋使用量大为增加的影响。
4结论
影响城市生活垃圾成分的主要因素有经济水平(人均收入)、能源结构和季节。另外,城市性质和地理环境也是影响生活垃圾成分的主要因素。各种金属元素在动植物和煤灰渣土中的含量远多于其他组分。同一种金属元素在一年的各个月份里的分布有所不同。
参考文献