鄭海軍,王瑋,李書欽
1.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司;2.國家環(huán)境保護礦山固體廢物處理與處置工程技術(shù)中心;3.國家冶金工業(yè)鐵精礦質(zhì)量監(jiān)督檢測中心;4.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司
近年來,我國經(jīng)濟與社會發(fā)展處于突飛猛進階段,但伴隨而出現(xiàn)的固體廢棄物呈逐年上升趨勢,引起固體廢物大量堆積、長期占用土地[1-2],對生態(tài)環(huán)境、地下水源、人體健康等均造成重大危害及影響。固體廢物中依然存在部分可利用資源,只是在初次利用過程中并不能得到百分之百的利用,剩余資源可通過現(xiàn)代先進科學技術(shù)進行二次開發(fā)利用,使資源利用率得到提升。因此對固體廢物處置及合理利用迫在眉睫,既要求保護基本生態(tài)環(huán)境,又需使有用固廢資源得到二次資源化利用[3-4]。
本研究是對長三角某區(qū)域固體廢物進行調(diào)查研究,基于國家規(guī)定標準,通過分析和檢測手段判斷其毒性及重金屬物質(zhì)含量,及對周邊環(huán)境的影響和危害,并結(jié)合實際情況對固廢提出合理處理建議與利用,為固廢資源化利用和該區(qū)域土地后續(xù)再耕種提供一定科學依據(jù)。
長三角某區(qū)域固體廢物置于農(nóng)村多年棄種土地內(nèi),占地面積15畝左右,東西長約145米,南北寬70余米不等,地勢呈南高北低趨勢。該地塊北側(cè)100米為高十米左右的某礦山排土場,雨季沖刷淋溶水可能改變該地塊原有酸堿性,對農(nóng)作物種植造成一定影響,西側(cè)臨近某石料破碎加工廠,破碎中粉塵可能會造成影響,東側(cè)和南側(cè)分別為山林地和鄉(xiāng)村通行道路,周邊環(huán)境總體對地塊危害不大。
經(jīng)調(diào)查了解,該塊地2013年預備作為藍莓種植基地,于年底施工,施工期間使用安徽省某有限公司的鈦石膏作為無危害偏酸性濕泥土,運營期間準備使用某公司污泥作有機肥料。與相關(guān)負責人核實,實際該地塊只是用鈦石膏進行復墾和抬高,后續(xù)工程因其它原因停滯,2016年被租賃為某礦山擴大生產(chǎn)用地和治理排土場污染等設(shè)施設(shè)備用地。根據(jù)2013-2017年該地塊衛(wèi)星歷史變化圖可知,固廢形成時間疑似為2013年9月至2014年7月,并且相關(guān)國土部門提供資料顯示該地塊用地性質(zhì)已被劃為永久基本農(nóng)田。根據(jù)目前狀況和現(xiàn)場實際勘察,初步判斷該塊地所涉及固體廢物主要為鈦石膏,暫未涉及其它固體廢物。
為進一步明確該地塊涉及的固體廢物種類,對該項目地塊進行了鉆孔取樣,鑒別特征樣品。采樣點位的布設(shè)參照國家標準規(guī)定[5-9],根據(jù)該地塊面積大小和固體廢物堆積高度,采用系統(tǒng)布點和分層取樣相結(jié)合的方法布設(shè)15個位點,樣品點位編號為1—15#,分兩層采集固體廢物樣品,采樣深度分別為0.5米和2.0米,共采集30份。通過對鈦石膏性質(zhì)的了解,對現(xiàn)場樣品進行初判定,總體特征樣品性狀如表1所示。
根據(jù)表1可知,固體廢物在該地塊區(qū)域內(nèi)均有分布,西南區(qū)域固廢量明顯高于其它區(qū)域。結(jié)合相關(guān)農(nóng)業(yè)提供資料和鈦石膏浸出液檢測結(jié)果,該地塊固體廢棄物為鈦石膏,屬于一般工業(yè)固體廢物,初步估算儲量為8500噸(以干重計)。
表1 特征樣品性狀采樣點位一覽表
參照《危險廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》(征求意見稿2018年版)8.1.3,最終確定用于浸出毒性檢測的樣品數(shù)量為[5-9]:鈦石膏樣品10個;用于重金屬成分分析檢測樣品數(shù)量為底層土壤樣品5個。每份樣品份樣量為3.0kg。根據(jù)《危險廢物鑒別標準》(GB 5085.1—7-2007)中檢測指標的相應要求進行樣品預處理[8],樣品采集容器、重量、制備方法等見表2。
表2 樣品采集容器、重量、制備方法等一覽表
根據(jù)《危險廢物鑒別標準》(GB 5085 -2007)的相關(guān)規(guī)定[8-9],對該固體廢物進行反應性、易燃性、腐蝕性、毒性等屬性分析和檢測。對采集的10份固體廢物樣品進行腐蝕性和浸出毒性的測定,浸出毒性采用硫酸硝酸法對總銅、總鋅、總鎘、總鉛、總鉻、鉻(六價)、總汞、總鈹、總鎳、總銀、總砷、總硒、總鋇、無機氟化物(不包括氟化鈣)進行檢測[8]。并隨機對采集的5份鈦石膏樣品進行了總鎘、總鉻、總鎳、總鉛、總砷、總汞毒性物質(zhì)含量的測定,依據(jù)下列等式,判斷其是否按照危險廢物處理[8-9]:
該地塊固體廢物鈦石膏長期暴露于自然環(huán)境中,未體現(xiàn)出反應特性,在標準溫度和壓力下不易燃燒,不符合固態(tài)易燃危險廢物的鑒別條件,因此可排除其反應性和易燃性[9]。固體廢物樣品浸出液腐蝕性檢測結(jié)果統(tǒng)計,如表3所示,檢測結(jié)果表明,本次采集的10份固體廢物樣品浸出液的pH值均在7.40—7.93之間,都高于2.0和低于12.5,未超過標準規(guī)定的危險廢物的限值,對周邊生態(tài)環(huán)境及人體危害性小。
采用《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3-2007)規(guī)定檢測方法[8-9],浸出液制備按照《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)中規(guī)定要求進行,固體廢物樣品浸出毒性的檢測結(jié)果統(tǒng)計見表4。
采集的5份鈦石膏固體廢物樣品中[8]總鎘、總鉻、總鎳、總鉛、總砷、總汞等污染物均有不同程度的檢出,毒性物質(zhì)含量計算結(jié)果見表5。計算結(jié)果顯示,單因子指標生殖毒性物質(zhì)、致癌性物質(zhì)、劇毒物質(zhì)、致突變性物質(zhì)均小于《危險廢物鑒別標準 毒性物質(zhì)含量鑒別》(GB 5085.6-2007)規(guī)定的標準限值[8-9],累積毒性遠遠低于標準限值1。
表5 固體廢物毒性物質(zhì)含量檢測結(jié)果
鈦石膏和土壤中重金屬含量檢測的10個樣品中各項目的指標平均值未超過農(nóng)用地土壤污染風險篩選值[8],農(nóng)用地土壤污染風險低。通過與周邊土地檢測背景值相比較發(fā)現(xiàn),該地塊環(huán)境質(zhì)量中的重金屬值總體未發(fā)生不利變化。因此該地塊直接用于農(nóng)用地,對鈦石膏固體廢物進行就地處理過程中,重金屬污染風險基本可以忽略,不會對基本農(nóng)作物種植發(fā)育產(chǎn)生不利影響。
該區(qū)域固體廢物只有鈦石膏,并未涉及其它固體廢物,對周邊環(huán)境危害小,且浸出毒性及含量測定均來超出規(guī)定標準限值,土壤及鈦石膏各項目測定的含量和指標平均值均未超過農(nóng)用地土壤污染風險篩選值和管控值,滿足土地復墾要求,鈦石膏后續(xù)可作為土壤改良劑二次循環(huán)利用[10],能有效降低土壤中Pb含量。