劉國梁，楊帆，楊華，柳培文，李要建?

(1.生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心，北京 100029；2.江蘇天楹等離子體科技有限公司，南通 226600；3.中國天楹股份有限公司，南通 226600；4.南通市海安市生態(tài)環(huán)境局，南通 226600)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，我國固體廢物產(chǎn)生量逐年增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019 年全國196 個(gè)大、中城市固體廢物產(chǎn)生量為166000萬噸，其中工業(yè)危險(xiǎn)廢物4498.9 萬噸，城市生活垃圾23560.2 萬噸，占固體廢物量的16.9%[1]。工業(yè)危險(xiǎn)廢物和城市生活垃圾的主要處理方式為焚燒[1－2]，雖然焚燒處理可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)減量化、無害化、資源化，但是在焚燒過程中仍會產(chǎn)生大量的具有重金屬和二英毒性的固廢焚燒殘余物(危險(xiǎn)廢物代碼為HW18)[3]。根據(jù)目前生活垃圾和危險(xiǎn)廢物的焚燒量估計(jì)，我國固廢焚燒殘余物產(chǎn)量約800 萬噸/年～1000 萬噸/年。固體廢物焚燒殘余物一般采用填埋處置，不僅占用大量寶貴的土地資源，還帶來生態(tài)環(huán)境安全隱患。由此可見，采用填埋方式處理固廢焚燒殘余物制約了我國生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展，也不符合“無廢城市”最大限度降低填埋量的發(fā)展理念。因此，迫切需要相關(guān)可行的技術(shù)對固廢焚燒殘余物進(jìn)行資源化利用，最大限度地降低填埋量。

其中，高溫熔融玻璃化處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)固體廢物無害化、減量化和資源化的有效的、可行的處理方法，即高溫熔融(例如等離子體式、燃料式熔融)可以將固體廢物尤其是危險(xiǎn)廢物熔融冷卻后形成物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃態(tài)物質(zhì)，玻璃體具有浸出毒性低、環(huán)境穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，且可作為建筑、鋪路材料進(jìn)行綜合利用，有利于減少填埋量，提高環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)社會效益。但是，目前我國缺少熔融玻璃化處理技術(shù)的污染控制標(biāo)準(zhǔn)、玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用有害物質(zhì)含量限值標(biāo)準(zhǔn)、玻璃化處理產(chǎn)物的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。上述標(biāo)準(zhǔn)的缺失制約了玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用的可操作性，制約了熔融玻璃化處理新技術(shù)的發(fā)展及其工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

本文在國內(nèi)外固體廢物熔融玻璃化處理技術(shù)及玻璃化處理產(chǎn)物應(yīng)用的研究基礎(chǔ)上，對比國內(nèi)外固體廢物熔融技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以及關(guān)于玻璃化處理產(chǎn)物的基本要求、評價(jià)指標(biāo)和檢測方法，結(jié)合等離子體飛灰熔融資源化示范項(xiàng)目的典型案例分析結(jié)果，論述說明國標(biāo)?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)技術(shù)指標(biāo)的科學(xué)性、合理性與適用性，同時(shí)為進(jìn)一步完善我國危險(xiǎn)廢物高溫熔融處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系提出具體建議。

1 國內(nèi)外固體廢物玻璃化處理技術(shù)及產(chǎn)物管理體系的比較

1.1 國內(nèi)外固體廢物玻璃化處理技術(shù)

固體廢物熔融玻璃化處理技術(shù)起源于冶金工業(yè)及玻璃工業(yè)的高溫熔融行業(yè)，原理是利用高溫將有機(jī)污染物徹底損毀，將灰渣等無機(jī)物變?yōu)槿廴谝簯B(tài)，冷卻后形成玻璃態(tài)物質(zhì)，其主體結(jié)構(gòu)是由硅氧四面體構(gòu)成的“長程無序、短程有序”的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠有效固化重金屬，使其不易浸出，從而達(dá)到無害及減容的目的。

熔融玻璃化技術(shù)主要根據(jù)熔融爐設(shè)備進(jìn)行區(qū)分，根據(jù)能量來源/加熱方式不同，熔融爐設(shè)備一般分為燃料加熱熔融爐和電加熱熔融爐[4－8]，特性如表1。

表1 各類熔融設(shè)備特性[4－8]

日本從20 世紀(jì)80 年代開始由政府主導(dǎo)實(shí)施熔融技術(shù)的開發(fā)計(jì)劃。日本熔融技術(shù)經(jīng)歷了從燃料式熔融技術(shù)到與以電為能源的熔融技術(shù)并行的發(fā)展過程。據(jù)日本環(huán)境省統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2015 年，日本灰熔融設(shè)施有179 處，日本已成為全球應(yīng)用熔融處理灰渣最廣泛的國家和地區(qū)之一。

美國、英國、法國、俄羅斯等發(fā)達(dá)國家從20 世紀(jì)90 年代起開展熔融技術(shù)的研究，熔融技術(shù)路線以等離子體熔融技術(shù)為主，應(yīng)用范圍除處置灰渣外，主要應(yīng)用于城市生活垃圾、有害廢棄物、醫(yī)療廢棄物、廢電池、軍用廢棄物、多氯聯(lián)苯污染的物質(zhì)、放射性廢物等，該技術(shù)已經(jīng)成為最受推崇的危險(xiǎn)廢物處理技術(shù)。美國、德國、加拿大、英國、法國以及以色列等國家已有多家公司的技術(shù)達(dá)到了商業(yè)化運(yùn)行水平[9]。

我國熔融玻璃化技術(shù)起步較晚，2013 年上海固體廢物處置中心建設(shè)了醫(yī)療廢物等離子體處理示范項(xiàng)目，近年來江蘇海安和鎮(zhèn)江、廣東深圳等地陸續(xù)建設(shè)了多個(gè)等離子體熔融示范項(xiàng)目，預(yù)計(jì)未來等離子體熔融技術(shù)將會逐步應(yīng)用在危險(xiǎn)廢物處理處置的各個(gè)領(lǐng)域。

1.2 國內(nèi)外固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物管理體系

熔融玻璃化處理技術(shù)作為國內(nèi)外一種對固體廢物進(jìn)行徹底無害化處理的方法，已在歐、美、日等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)推廣應(yīng)用。發(fā)達(dá)國家和地區(qū)建立了相對完善的熔融技術(shù)規(guī)范及其鑒別體系，且將熔融產(chǎn)物作為一般廢物進(jìn)行利用處置和管理。國內(nèi)玻璃化處理技術(shù)發(fā)展較晚，相應(yīng)的玻璃態(tài)物質(zhì)判別標(biāo)準(zhǔn)和玻璃化處理產(chǎn)物產(chǎn)品應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)尚屬空白。

1.2.1 歐盟的管理體系

2000 年，歐盟委員會頒布了歐盟廢物名錄(2000/532/EC)，并明確規(guī)定危險(xiǎn)廢物處置后所產(chǎn)生的玻璃態(tài)殘?jiān)且话愎腆w廢物(固廢代碼:19 04 01)，不作為危險(xiǎn)廢物管理，該規(guī)定促進(jìn)了危險(xiǎn)廢物玻璃化處置技術(shù)的應(yīng)用。

歐盟規(guī)定玻璃化處理后的玻璃態(tài)熔渣應(yīng)符合歐盟建筑產(chǎn)品指令(89/106/EEC)要求，建筑產(chǎn)品應(yīng)滿足環(huán)境方面的要求，使用過程中釋放出來的污染物不應(yīng)影響土壤、地表水和地下水的正常功能。歐洲“廢物表征”標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(CEN/TC 292)在其制定的“廢物特定應(yīng)用場景下再利用的環(huán)境影響評價(jià)方法”(ENV—12920)中明確了建筑產(chǎn)品的污染物檢測、濃度限值及環(huán)境影響評價(jià)方法。法國的VIVALDI BORDEAUX METROPOLE 項(xiàng)目，規(guī)定了玻璃化處理產(chǎn)物的粉料酸溶性、物料孔隙率、物料的化學(xué)組分、滲析液有害化學(xué)組分、物料初始溶解速率限值和相應(yīng)的測定方法。

1.2.2 美國的管理體系

美國規(guī)定危險(xiǎn)廢物玻璃化處理后的殘?jiān)_(dá)到一般固體廢物標(biāo)準(zhǔn)，能夠被安全回收再利用。1992 年美國環(huán)保署(EPA，Environmental Protection Agency)出臺?危險(xiǎn)廢物和放射性廢物玻璃化工程技術(shù)手冊?(Handbook:Vitrification technologies for treatment of hazardous and radioactive waste)，介紹了危險(xiǎn)廢物和放射性廢物熔融玻璃化產(chǎn)物的持久性指標(biāo)，主要包括:浸出測試、物理耐性評估、強(qiáng)度評估、非玻璃化影響因素等。美國EPA 印發(fā)的?固體廢物評價(jià)方法物理/化學(xué)方法?(SWR—846)規(guī)定了廢棄物毒性浸出測試方法(TCLP，Toxicity Characteristic Leaching Procedure，毒性浸出法)。美國?資源保護(hù)和再生法? (RCRA，Resource Conservation and Recovery Act)的廢物管理項(xiàng)目引入了TCLP 方法，規(guī)定了污染物毒性浸出限值，玻璃化產(chǎn)物測試結(jié)果應(yīng)滿足美國EPA 的要求。在危險(xiǎn)廢物污染防治最佳可行技術(shù)(BAT，Best Available Techniques)和最佳環(huán)境實(shí)踐(BEP，Best Environmental Practices)中也提到“一些熱處理殘?jiān)?最常見的是高溫過程中產(chǎn)生的玻璃化殘?jiān)?可直接利用技術(shù)”。

1.2.3 日本的管理體系

日本具有全球最多的熔融玻璃化工業(yè)應(yīng)用案例，已經(jīng)建立了系統(tǒng)的熔渣建材利用標(biāo)準(zhǔn)體系。玻璃化處理產(chǎn)物在日本被稱作熔渣，為了防止熔渣在各種用途中污染土壤和地下水等，1998 年日本環(huán)境省發(fā)布第508 號通知，其中“促進(jìn)一般廢棄物熔渣的再生利用實(shí)施規(guī)定”要求熔渣的目標(biāo)基準(zhǔn)值與土壤相關(guān)的環(huán)境基準(zhǔn)值相同。日本基于熔渣集料利用的生命周期中環(huán)境安全評價(jià)，評估可能會對暴露的環(huán)境造成的影響，如:(1)與雨水、地表水、地下水、海水、土壤等環(huán)境介質(zhì)相接觸時(shí)，組成成分可能會被溶出；(2)可能會被破碎，表面積增加的同時(shí)，熔渣集料表面暴露也增加；(3)進(jìn)行多次利用時(shí)，操作者可能會有直接攝入。因此需要對熔渣的酸溶出、水溶出和含有量試驗(yàn)與基準(zhǔn)值作出規(guī)定(見圖1、圖2)。2005 年制定了熔渣的檢測方法?熔渣類化學(xué)物質(zhì)試驗(yàn)方法——第1 部分:溶出量試驗(yàn)方法?(JIS K 0058—1)和?熔渣類化學(xué)物質(zhì)試驗(yàn)方法——第2 部分:含有量試驗(yàn)方法?(JIS K 0058—2)。2006 年制定了熔渣的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)?一般廢棄物、下水污泥或其燃燒灰融熔固化后的混凝土用熔渣骨料?(JIS A 5031)和?一般廢棄物、下水污泥或其燃燒灰融熔固化后的道路用熔渣骨料?(JIS A 5032)，將JIS K 0058—1 和JIS K 0058—2 中的“溶出量”和“含有量”作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2010 年制定的?在建設(shè)領(lǐng)域規(guī)格中引入環(huán)境安全品質(zhì)的指南?包括?道路用熔融固化體的環(huán)境安全質(zhì)量及其檢驗(yàn)方法導(dǎo)入指南??混凝土用熔融固化體的環(huán)境安全質(zhì)量及其檢驗(yàn)方法導(dǎo)入指南?兩部分。2016 年對JIS A 5031 和JIS A 5032 進(jìn)行修訂時(shí)，也導(dǎo)入了環(huán)境安全品質(zhì)的理念，尤其是針對JIS A 5031 應(yīng)用于混凝土領(lǐng)域出現(xiàn)的問題，增加了剝落、游離氧化鈣等技術(shù)指標(biāo)，以確保應(yīng)用安全性。

圖1 日本固體廢物熔融玻璃化標(biāo)準(zhǔn)體系[10]

圖2 日本熔渣應(yīng)用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)原理[11]

1.2.4 我國的管理體系

?國家危險(xiǎn)廢物名錄?(2021 版)明確規(guī)定，危險(xiǎn)廢物等離子體、高溫熔融等處置過程產(chǎn)生的非玻璃態(tài)物質(zhì)和飛灰屬于危險(xiǎn)廢物(772—004—18)。為了界定玻璃態(tài)物質(zhì)和指導(dǎo)玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用，2017 年“國家標(biāo)準(zhǔn)?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?”立項(xiàng)，目前該項(xiàng)目已進(jìn)入該標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)批階段。該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了玻璃態(tài)物質(zhì)判定要求(玻璃體含量和酸溶失率)、產(chǎn)品環(huán)境安全質(zhì)量要求(水浸出液有害物質(zhì)限值和酸浸出液有害物質(zhì)限值)和產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)要求(作為瀝青道路路面集料、建設(shè)用卵石、碎石、砂、噴射清理用非金屬磨料等的替代材料)，以及相應(yīng)的檢測方法。為推進(jìn)生活垃圾焚燒飛灰熔融技術(shù)應(yīng)用，2019 年江蘇省頒布了地方標(biāo)準(zhǔn)?生活垃圾焚燒飛灰熔融處理技術(shù)規(guī)范?(DB32/T 3558—2019)，規(guī)定了生活垃圾焚燒飛灰融熔固化體的環(huán)境安全品質(zhì)要求和工程品質(zhì)要求及相關(guān)的檢測方法，對飛灰熔融處置技術(shù)、運(yùn)營管理要求、熔融固化體的環(huán)境安全品質(zhì)要求、熔融固化體的工程品質(zhì)要求以及污染物排放控制要求等進(jìn)行了規(guī)定，但未對熔融固化體的應(yīng)用技術(shù)要求進(jìn)行規(guī)定。2019 年江蘇省發(fā)布了地方標(biāo)準(zhǔn)?瀝青路面用熔融固化體集料通用技術(shù)規(guī)范?(DB32/T 4081—2021)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熔融固化體粗集料、細(xì)集料用于瀝青道路路面的定義、規(guī)格、基本技術(shù)要求、環(huán)境安全品質(zhì)和檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、儲存和運(yùn)輸要求。

2 玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求指標(biāo)的探討

我國?固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則?(GB 34330—2017)的5.2 條明確提出了固體廢物利用產(chǎn)物按照產(chǎn)品管理的三個(gè)充分必要條件。為了使玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求指標(biāo)與?固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)通則?(GB 34330—2017)和?國家危險(xiǎn)廢物名錄?相洽，有必要對玻璃化處理產(chǎn)物玻璃態(tài)的判定、環(huán)境安全質(zhì)量要求和產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)要求做清晰界定。針對上述需求，“國家標(biāo)準(zhǔn)?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?”項(xiàng)目開展了相關(guān)研究，目前已完成該標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)批稿。

2.1 玻璃態(tài)的判定

玻璃化處理產(chǎn)物主要物相為“長程有序、短程無序”的無定形(非晶態(tài))物相，這是其具有較高環(huán)境穩(wěn)定性的內(nèi)在原因。因此，玻璃體含量可定量表征玻璃化處理產(chǎn)物的玻璃化程度。?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)規(guī)定玻璃態(tài)物質(zhì)的玻璃體含量不小于85%。

2.1.1 玻璃體含量

為了限制礦渣粉在加工過程中摻入其他工業(yè)廢渣或無機(jī)鹽，?用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉?(GB/T 18046—2017)對玻璃體含量限值提出要求，選擇X 射線衍射法測定玻璃體含量，且對測定方法進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。國標(biāo)?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)和?生活垃圾焚燒飛灰熔融處理技術(shù)規(guī)范?(DB32/T 3558—2019)對玻璃化處理產(chǎn)物的玻璃體含量檢測方法，均參照了?用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉?(GB/T 18046—2017)。

?用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉?(GB/T 18046—2017)規(guī)定用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉的玻璃體含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≥85%。?用于水泥中的?；郀t礦渣?(GB/T 203—2008)規(guī)定玻璃體質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥70%，檢測方法參照?用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉?(GB/T 18046—2017)。根據(jù)當(dāng)時(shí)?用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉?(GB/T 18046—2008)的修訂介紹[12]，礦粉中玻璃體含量在英國標(biāo)準(zhǔn)?用于硅酸鹽水泥用磨碎粒狀高爐爐渣規(guī)范?(BS 6699—1992)中有規(guī)定，其指標(biāo)為≥69%，日本標(biāo)準(zhǔn)?混凝土用基本粒狀高爐礦渣?(JIS A 6206—1997)和美國標(biāo)準(zhǔn)?混凝土和砂漿用的磨碎高爐礦渣的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范?(ASTM C989—1999)都沒有進(jìn)行相關(guān)規(guī)定。同時(shí)，?用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉?(GB/T 18046—2008)標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中還檢測了我國幾個(gè)大型鋼廠礦渣粉的玻璃體含量，多數(shù)在95%以上，最低達(dá)到91%?；谖覈膶?shí)際情況，?用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉?(GB/T 18046—2008)該次修訂時(shí)，增加礦渣粉的玻璃體含量要求≥85%。

本文案例項(xiàng)目中玻璃化處理產(chǎn)物6 個(gè)樣品的X 射線衍射譜圖如圖3 所示。從圖3 可以看出，X 射線衍射譜圖只有很寬的彌散峰，沒有尖銳的衍射峰，為非晶態(tài)物質(zhì)(檢測方法參照GB/T 18046—2017)。玻璃體含量檢測結(jié)果見表2，其含量均在90%以上。X 射線衍射法檢測玻璃體含量的研究表明，礦渣顆粒、衍射儀的功率、掃描速度、掃描步長、數(shù)據(jù)處理方法等均會對玻璃體含量檢測結(jié)果產(chǎn)生較大影響[13－16]。綜上，?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)規(guī)定玻璃態(tài)物質(zhì)的玻璃體含量不小于85%，與我國現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)相洽，具有科學(xué)合理性。

圖3 案例項(xiàng)目的玻璃化處理產(chǎn)物6 個(gè)樣品的X 射線衍射譜圖

表2 案例項(xiàng)目的玻璃化處理產(chǎn)物6 個(gè)樣品的玻璃體含量

2.1.2 酸溶失率

?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)規(guī)定玻璃態(tài)物質(zhì)的酸溶失率不大于3%。酸溶失率的檢測方法參考了法國?Characterization of waste－silicate glass－test for determination of the immediately soluble fraction in contact with an acetic acid solution at pH 5?(FD X 30－440:2018－10)，該標(biāo)準(zhǔn)的目的是通過規(guī)定粉料酸溶性，實(shí)現(xiàn)對廢硅酸鹽玻璃中的可溶性晶態(tài)物質(zhì)含量的定量分析，以控制廢硅酸鹽玻璃對環(huán)境的影響。歐盟、美國、日本對于危險(xiǎn)廢物熔融玻璃化處理產(chǎn)物的酸溶失率均無限值要求。本文案例項(xiàng)目的6 個(gè)玻璃化處理產(chǎn)物樣品的酸溶失率測定結(jié)果有1 個(gè)樣品超過3%。案例項(xiàng)目通過改進(jìn)原料配伍，能夠保證所有的玻璃化處理產(chǎn)物酸溶失率滿足不大于3%的要求。

2.1.3 關(guān)于玻璃態(tài)判定的小結(jié)

基于玻璃化處理產(chǎn)物的玻璃態(tài)評價(jià)指標(biāo)的文獻(xiàn)調(diào)研，結(jié)合本文案例項(xiàng)目中飛灰等離子熔融玻璃化處理產(chǎn)物的檢測結(jié)果，本研究認(rèn)為?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)有關(guān)玻璃態(tài)物質(zhì)的玻璃體含量不小于85%、酸溶失率不大于3%的規(guī)定，是科學(xué)合理的。

2.2 環(huán)境安全質(zhì)量要求

玻璃化處理產(chǎn)物作為建筑材料等進(jìn)行資源化利用時(shí)，應(yīng)滿足?固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則?(GB 34330—2017)的5.2 條b)和?固體廢物再生利用污染防治技術(shù)導(dǎo)則?(HJ 1091—2020)的4.7 條關(guān)于有害成分含量限值的要求。為有效控制玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用全生命周期內(nèi)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)提出了環(huán)境安全質(zhì)量的技術(shù)要求，包括水浸出和酸浸出毒性控制要求。其中，水浸出是指玻璃化處理產(chǎn)物采用?固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法?(HJ 557—2010)浸出后有害物質(zhì)濃度低于?地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?(GB/T 14848—2017)三級標(biāo)準(zhǔn)限值要求，酸浸出是指采用?水泥膠砂中可浸出重金屬的測定方法? (GB/T 30810—2014)浸出后有害物質(zhì)濃度低于?水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范?(GB/T 30760—2014)水泥熟料中可浸出重金屬含量限值要求。

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為圖書館引入創(chuàng)客空間是非常必要的。曹國鳳（2017）認(rèn)為，高校圖書館具有引入創(chuàng)客空間的自身優(yōu)勢，擁有海量的數(shù)據(jù)情報(bào)資源，扎實(shí)的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)，優(yōu)秀的專業(yè)學(xué)科館員為創(chuàng)客空間發(fā)展提供支持，大學(xué)的產(chǎn)學(xué)研機(jī)制有利于創(chuàng)新教育，并且高校圖書館在核心價(jià)值理念上也與創(chuàng)客空間保持一致；陳藝（2015）論證了高校圖書館引入創(chuàng)客空間的意義重大，擴(kuò)展圖書館的業(yè)務(wù)范圍，拓展圖書館的社會價(jià)值，改變圖書館員的固有形象，通過增加新的服務(wù)方式，提升用戶對圖書館的認(rèn)知。

2.2.1 危險(xiǎn)特性分析

為了解固體廢物玻璃化處理后有害物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化情況，本文以生活垃圾焚燒飛灰等離子熔融玻璃化處理產(chǎn)物作為典型案例開展了危險(xiǎn)特性研究，即通過分析飛灰熔融生產(chǎn)工藝、主要原輔材料以及固廢產(chǎn)生過程，判斷有毒有害物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化特性。飛灰熔融玻璃化處理產(chǎn)物中的污染物來源于原輔料及高溫處理過程中物料內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，原料飛灰中特征污染物主要為重金屬及二英等有機(jī)物，經(jīng)過等離子體熔融1300℃～1500℃的高溫處理后，其中的二英等有機(jī)物被徹底分解，無機(jī)組分形成性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃態(tài)物質(zhì)，不具有腐蝕性、易燃性、可反應(yīng)性和急性毒性。因此，本研究認(rèn)為判定玻璃化處理產(chǎn)物的危險(xiǎn)特性，應(yīng)對其浸出毒性和毒性物質(zhì)含量進(jìn)行鑒別檢測。

本文案例項(xiàng)目針對飛灰熔融玻璃化處理產(chǎn)物開展了浸出毒性檢測。其結(jié)果表明，80 個(gè)樣品的浸出毒性均遠(yuǎn)低于?危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別?(GB 5085.3—2007)中有害成分浸出限值的要求，說明飛灰熔融玻璃化處理產(chǎn)物不具有浸出毒性的危險(xiǎn)特性。

毒性物質(zhì)含量鑒別包括劇毒物質(zhì)、有毒物質(zhì)、致癌性物質(zhì)、致突變性物質(zhì)、生殖毒性物質(zhì)和持久性有機(jī)污染物。根據(jù)本案例項(xiàng)目的生產(chǎn)工藝、原輔材料，并結(jié)合初篩檢測結(jié)果檢出的金屬元素主要包括銅、鋅、鉛、鎳、鉻、鈹、鋇、硒、砷、汞、銀，未檢出氰化物，且氟離子檢出含量極低，因此篩除了無機(jī)氰化物和無機(jī)氟化物相關(guān)毒性物質(zhì)危險(xiǎn)特性的鑒別。從生產(chǎn)工藝看，等離子體熔融爐處理過程中無需加入空氣，正常情況不會大量生成新的金屬氧化物，玻璃化處理產(chǎn)物中含有的物質(zhì)主要為原輔料中帶入的高熔點(diǎn)金屬氧化物及其分解產(chǎn)物，以及無機(jī)氯化物和硅鹽類物質(zhì)。

毒性物質(zhì)含量檢測結(jié)果表明，80 個(gè)樣品有毒物質(zhì)含量在0.05%～0.41%，小于標(biāo)準(zhǔn)限值3%；致癌性物質(zhì)含量在0.005%～0.072%，小于標(biāo)準(zhǔn)限值0.1%；劇毒物質(zhì)含量在0～0.0026%，小于標(biāo)準(zhǔn)限值0.1%。根據(jù)?危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 毒性物質(zhì)含量鑒別?(GB 5085.6—2007)鑒別標(biāo)準(zhǔn)，分別將各樣品的有毒物質(zhì)含量、致癌性物質(zhì)含量、致突變性物質(zhì)含量占標(biāo)值加和，所有樣品的各毒性物質(zhì)含量累計(jì)值范圍在0.069%～0.806%，均小于1%。由此可見，本文案例項(xiàng)目的玻璃化處理產(chǎn)物不具有毒性物質(zhì)含量相關(guān)的危險(xiǎn)特性[17]。

綜上，本文案例項(xiàng)目的玻璃化處理產(chǎn)物不具有危險(xiǎn)廢物鑒別有關(guān)的腐蝕性、易燃性、可反應(yīng)性、急性毒性、浸出毒性和毒性物質(zhì)含量等危險(xiǎn)特性。玻璃化處理產(chǎn)物進(jìn)行資源化利用時(shí)，需要進(jìn)一步評估在各種應(yīng)用場景下其含有的有害物質(zhì)的浸出、遷移對環(huán)境介質(zhì)所產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2 浸出毒性分析

浸出是可溶性的組分通過溶解或擴(kuò)散的方式從固體廢物中進(jìn)入浸出液的過程。浸出實(shí)驗(yàn)是對這一自然過程的野外或?qū)嶒?yàn)室模擬。為考察固體廢物堆放、利用和處置過程中，遇水或者酸雨等浸瀝后，產(chǎn)生有害物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化等對各個(gè)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的影響，歐盟、日本、美國以及我國均規(guī)定了相應(yīng)的固體廢物浸出毒性的浸出方法和重金屬等有害物質(zhì)浸出濃度限值，參見表3 和表4。

表3 國內(nèi)外規(guī)定的玻璃化處理產(chǎn)物浸出毒性浸出方法

表4 不同國家和地區(qū)相應(yīng)玻璃化處理產(chǎn)物的重金屬有害物質(zhì)浸出量限值

固體廢物浸出毒性浸出方法根據(jù)適應(yīng)的場景不同，各有其特點(diǎn)。通過試樣粒徑、浸提劑、液固比、實(shí)驗(yàn)時(shí)間等浸出條件的不同模擬不同應(yīng)用場景的浸出環(huán)境。

歐盟建筑產(chǎn)品指令(89/106/EEC)要求建筑產(chǎn)品不應(yīng)對水體、土壤和地下水造成污染，制定了很多有害物質(zhì)浸出方法，主要適用于不同類型的填埋場使用。法國提出了廢物熔融處置后玻璃化產(chǎn)物鑒別方法 VIVALDI Progamme BORDEAUX METROPOLE，包括滲析液萃取方法(Protocol X31 210)，表4 中考察玻璃化處理產(chǎn)物滲析液對環(huán)境生物毒性的影響時(shí)就采用了該方法。

美國制定了許多浸出方法標(biāo)準(zhǔn)，TCLP 方法是模擬無襯填埋場在降水時(shí)廢物的浸出，模擬了95%市政垃圾加5%工業(yè)廢物合并處理的浸出環(huán)境；SPLP 方 法(synthetic precipitation leaching procedure，合成浸出沉降法)是模擬受酸沉降污染的土壤對地下水的影響，無機(jī)廢物在簡單填埋場的處置、廢物堆積、再循環(huán)廢物(灰渣或堆肥)的土地利用，采用了模擬酸沉降的浸提劑，適用于降雨導(dǎo)致的重金屬浸出評價(jià)。

日本?在建設(shè)領(lǐng)域規(guī)格中引入環(huán)境方面的指南?提出了環(huán)境安全品質(zhì)的理念，要求考慮建筑物從使用建設(shè)材料的原料采集到制造、施工、提供使用、修補(bǔ)、拆卸、廢棄，以及各階段廢棄材料再利用在內(nèi)的全部生命周期中對環(huán)境造成的影響。通過合理設(shè)想熔渣集料生命周期，著眼于最應(yīng)該考慮的暴露環(huán)境，規(guī)定環(huán)境安全品質(zhì)。日本認(rèn)為熔渣最應(yīng)該考慮的暴露環(huán)境是作為再生路基材料時(shí)，與雨水和地表流水相接觸，組成成分可能會溶出，制定了熔渣類的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)JIS K 0058—1，規(guī)定了“溶出量試驗(yàn)方法”；基于熔渣在將來進(jìn)行多次利用時(shí)，操作者等可能會直接攝入的場景，制定了熔渣類試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)JIS K 0058—2，規(guī)定了“含有量試驗(yàn)方法”。這兩個(gè)方法被JIS A 5031 和JIS A 5032 引為環(huán)境安全品質(zhì)評價(jià)的浸出方法。

我國制定的毒性浸出方法要求主要包括HJ/T 299 模擬工業(yè)固體廢物進(jìn)行不規(guī)范填埋處置時(shí)受酸雨沉降浸出的影響；HJ/T 300 模擬15%的工業(yè)廢物或經(jīng)無害化處理后的廢物進(jìn)入衛(wèi)生填埋場，與85%的市政垃圾合并處理時(shí)受填埋場滲濾液中低分子有機(jī)酸的影響；GB/T 30810—2014 模擬混凝土路面場景下酸雨沉降導(dǎo)致的有害物質(zhì)溶出對土壤和地下水的影響；HJ 557 模擬玻璃化處理產(chǎn)物直接作為路基材料場景對地表水的影響，浸出環(huán)境為中性。

同時(shí)，借鑒日本的資源化利用全生命周期環(huán)境安全品質(zhì)控制理念，?生活垃圾焚燒飛灰熔融處理技術(shù)規(guī)范?(DB32/T 3558—2019)在我國標(biāo)準(zhǔn)體系中首次提出了環(huán)境安全品質(zhì)的概念，規(guī)定了飛灰熔融玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用時(shí)水浸出和酸浸出的污染控制要求。其中，水浸出是指采用HJ 557 浸出后有害物質(zhì)濃度不超過GB 14848地下水三級標(biāo)準(zhǔn)限值要求，與日本水浸出管理要求相當(dāng)，酸浸出是指采用HJ/T 299 浸出后有害物質(zhì)濃度不超過GB 5085.3 的限值要求。但是后者模擬的是危險(xiǎn)廢物在危險(xiǎn)廢物填埋場的環(huán)境管理要求，對資源化利用來說要求偏低。由于GB/T 30810—2014 是模擬混凝土路面場景下酸雨沉降導(dǎo)致的有害物質(zhì)溶出對土壤和地下水的影響，對玻璃化處理產(chǎn)物來說，該浸出方法比HJ/T 299 和日本的JIS K 0058—2 浸出條件更為苛刻，并且玻璃化處理產(chǎn)物作為建材利用的場景與混凝土路面場景相同，因此?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)提出的環(huán)境安全質(zhì)量管理要求，除了水浸出與日本標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)地方標(biāo)準(zhǔn)要求銜接外，酸浸出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為采用GB/T 30810 浸出后有害物質(zhì)濃度低于GB/T 30760 水泥熟料中可浸出重金屬含量限值要求，從而有效控制玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用全生命周期的環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)。

本文案例項(xiàng)目的玻璃化處理產(chǎn)物重金屬的水浸出、酸浸出檢測結(jié)果如表5 所示。該檢測結(jié)果表明，浸出結(jié)果均遠(yuǎn)低于相應(yīng)濃度限值，體現(xiàn)了玻璃化處理產(chǎn)物具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性。

表5 案例項(xiàng)目玻璃化處理產(chǎn)物重金屬水浸出、酸浸出檢測結(jié)果

2.2.3 關(guān)于環(huán)境安全質(zhì)量要求小結(jié)

基于對國內(nèi)外玻璃化處理產(chǎn)物環(huán)境安全質(zhì)量管理要求的調(diào)研，結(jié)合本文案例項(xiàng)目的玻璃化處理產(chǎn)物樣品檢測結(jié)果，可以得出如下結(jié)論:(1)國家標(biāo)準(zhǔn)?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)中環(huán)境安全質(zhì)量有關(guān)水浸出和酸浸出的污染控制要求科學(xué)合理，能夠有效控制玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用過程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；(2)案例項(xiàng)目玻璃化處理產(chǎn)物不存在危險(xiǎn)廢物鑒別相關(guān)的危險(xiǎn)特性，能夠滿足?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)中環(huán)境安全質(zhì)量的相關(guān)要求，具有較好的環(huán)境穩(wěn)定性。

日本?Dioxins 物質(zhì)對策特別措施法?規(guī)定，當(dāng)土壤中的Dioxins 物質(zhì)含量超過250ng－TEQ/kg時(shí)，需要進(jìn)行必要的調(diào)查。美國EPA 要求通用土壤篩選值的居住篩選值為4.5ng－TEQ/kg，工業(yè)篩選值為18ng－TEQ/kg。我國?土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)?(GB 36600—2018)規(guī)定，第一類建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值為10ng－TEQ/kg。歐盟EU 277/2012 號法令規(guī)定13 類含水率12%飼料產(chǎn)品中二英與多氯聯(lián)苯的最大殘留限量為0.75～2.25ng－TEQ/kg。

表6 國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中二英含量限值及案例項(xiàng)目玻璃化處理產(chǎn)物樣品中二英含量

表6 國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中二英含量限值及案例項(xiàng)目玻璃化處理產(chǎn)物樣品中二英含量

注:二英檢測方法為GB 5085.6—2007 中附錄S固體廢物多氯代二苯并二英和多氯代二苯并呋喃的測定高分辨氣相色譜/高分辨質(zhì)譜法。

玻璃化處理產(chǎn)物作為建材資源化利用的整個(gè)生命周期中都要嚴(yán)格控制二英含量。等離子體熔融爐內(nèi)溫度高達(dá)1350～1500℃，對二英分解徹底，玻璃化處理產(chǎn)物中二英含量安全可控，故未在國標(biāo)?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)中規(guī)定二英含量限值。

2.4 氯含量指標(biāo)要求

水泥、混凝土等建筑材料中的氯離子會對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋產(chǎn)生腐蝕，將造成混凝土結(jié)構(gòu)表面開裂和脫落，?用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉?(GB/T 18046—2017)對氯離子含量有明確要求。案例項(xiàng)目玻璃化處理產(chǎn)物氯含量的檢測值為0.01%～0.05%，見表7，滿足GB/T 18046—2017 中對氯<0.06%的要求。

表7 案例項(xiàng)目玻璃化處理產(chǎn)物中氯含量檢測結(jié)果

玻璃化處理產(chǎn)物作為建筑材料資源化利用要嚴(yán)格控制氯含量，飛灰等離子體熔融氯脫除效率達(dá)99.9%，玻璃化處理產(chǎn)物中氯含量安全可控。同時(shí)，玻璃化處理產(chǎn)物進(jìn)行相應(yīng)替代原料用途的資源化利用時(shí)，應(yīng)根據(jù)其不同的應(yīng)用領(lǐng)域滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)氯含量的規(guī)定，所以國家標(biāo)準(zhǔn)?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)中未對氯含量提出管理要求。

2.5 污染物排放控制要求

2.5.1 大氣污染物排放要求

固體廢物等離子體熔融玻璃化處理的物料有機(jī)物含量低，其大氣污染物排放與傳統(tǒng)的焚燒工藝有所不同。目前還沒有專門針對等離子體處置技術(shù)的專項(xiàng)污染控制技術(shù)規(guī)范，僅能參照?危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)?(GB 18484—2020)(危險(xiǎn)廢物熔融、熱解、氣化等高溫?zé)崽幚碓O(shè)施的污染物排放限值，若無專項(xiàng)國家污染控制標(biāo)準(zhǔn)或者環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的，可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行)執(zhí)行。建議制定危險(xiǎn)廢物高溫熔融處理專項(xiàng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，對大氣污染物排放提出專門污染控制要求。

2.5.2 廢水排放要求

在固廢焚燒殘余物熔融處理過程中會產(chǎn)生廢水排放，但是現(xiàn)有的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)?(GB 8978—1996)等對固廢焚燒殘余物中的部分污染因子(如二英)并沒有考慮，如:飛灰水洗廢水排放時(shí)，二英為特征污染因子，可參考? 石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?(GB 31571—2015)中企業(yè)廢水總排放口二英排放限0.3ng TEQ/L 和?制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?(GB 3544—2008)中車間或生產(chǎn)設(shè)施廢水排放口二英排放限值30pg－TEQ/L。因此，僅參照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)并不能有效控制固廢焚燒殘余物熔融處理過程中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，建議制定危險(xiǎn)廢物高溫熔融處理專項(xiàng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，對廢水二英排放限值提出專門的污染控制要求。

2.5.3 關(guān)于污染物排放控制要求的小結(jié)

鑒于目前的排放污染控制標(biāo)準(zhǔn)不能有效適用危險(xiǎn)廢物高溫熔融處理過程，建議制定危險(xiǎn)廢物高溫熔融處理專項(xiàng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，對高溫熔融處理的大氣排放和廢水二英排放限值提出專門的污染控制要求。

2.6 工程品質(zhì)要求

玻璃化處理技術(shù)的最終目的是為減少固體廢物的填埋量，增加其資源化利用率，根據(jù)?生活垃圾焚燒飛灰熔融處理技術(shù)規(guī)范?(DB32/T 3558—2019)的要求，玻璃化處理產(chǎn)物工程品質(zhì)參考?建設(shè)用砂?(GB/T 14684—2011)、?建設(shè)用卵石、碎石?(GB/T 14685—2011)、?絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品?(GB/T 11835—2016)、?泡沫玻璃絕熱制品?(JC/T 647—2014)。固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)對玻璃化處理產(chǎn)物作為瀝青道路路面集料和建設(shè)用卵石、碎石、砂，以及噴射清理用非金屬磨料等的替代材料也提出了需要滿足的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但是玻璃化處理產(chǎn)物真正用于某一用途時(shí)，仍然需要繼續(xù)開展大量的驗(yàn)證研究工作。以玻璃化處理產(chǎn)物用于瀝青道路路面集料用途為例，研究發(fā)現(xiàn)，玻璃化處理產(chǎn)物并不能適用于瀝青道路路面集料的所有用途，例如不適用高等級道路的面層。近期發(fā)布的江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)?瀝青路面用熔融固化體集料通用技術(shù)規(guī)范?(DB32/T 4081—2021)對熔融固化體集料應(yīng)用于瀝青道路面層、基層、底基層的技術(shù)要求進(jìn)行了相應(yīng)規(guī)定。因此，為了規(guī)范玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用，仍需要出臺相應(yīng)的玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用的專項(xiàng)產(chǎn)品質(zhì)量或者工程品質(zhì)技術(shù)規(guī)范。

3 結(jié)論與建議

本文采用文獻(xiàn)調(diào)研和典型案例分析驗(yàn)證的方法對國內(nèi)外固體廢物(尤其是危險(xiǎn)廢物)的熔融玻璃化處理產(chǎn)物相關(guān)的管理制度和資源化利用技術(shù)要求進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究和分析，得出以下結(jié)論和建議:

(1)國標(biāo)?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)關(guān)于玻璃體含量不小于85%和酸溶失率不大于3%的技術(shù)要求科學(xué)合理，可用于指導(dǎo)玻璃態(tài)物質(zhì)的判定。

(2)國標(biāo)?固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求?(報(bào)批稿)環(huán)境安全質(zhì)量提出的采用HJ 557水浸出后有害物質(zhì)濃度低于GB 14848 地下水三級標(biāo)準(zhǔn)限值和采用GB/T 30810 酸浸出后有害物質(zhì)濃度低于GB/T 30760 水泥熟料中可浸出重金屬含量限值的要求科學(xué)合理，可有效控制固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用過程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

(3)目前污染物的排放控制標(biāo)準(zhǔn)不能有效適用危險(xiǎn)廢物高溫熔融處理過程中的污染排放控制要求，建議制定危險(xiǎn)廢物高溫熔融處理專項(xiàng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，對高溫熔融處理的大氣排放和廢水二英排放限值提出專門的污染控制要求。

(4)為了規(guī)范玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用，確保滿足相應(yīng)工程質(zhì)量要求，建議出臺相應(yīng)的玻璃化處理產(chǎn)物資源化利用的專項(xiàng)產(chǎn)品質(zhì)量或者工程品質(zhì)技術(shù)規(guī)范。