余建平

(上饒市鄱陽生態(tài)環(huán)境局，江西 上饒 333100)

1 引言

某地區(qū)生態(tài)環(huán)境局受理某環(huán)境污染舉報事件，案發(fā)地非法填埋疑似鋁灰的固體廢物，執(zhí)法部門委托技術方承擔固體廢物鑒別工作。技術方為具有相應檢測資質和專業(yè)技術能力的第三方，與環(huán)境執(zhí)法部門及案件責任方無內在利益關系。技術委托方受委托后便在第一時間內委派單位專業(yè)技術團隊陪同環(huán)境執(zhí)法部門達到事件案發(fā)地，進行現場踏勘及樣品采集。技術委托方與環(huán)境執(zhí)法部門交流及現場踏勘，了解事件原委，生態(tài)環(huán)境執(zhí)法部門工作人員表示非法填埋疑似鋁灰的廢物于15日前填埋于案發(fā)地，現案發(fā)現場填埋地表面土壤已受擾動，現場土壤與疑似鋁灰廢物已經進行一定混合，即現場疑似鋁灰固廢中含雜土壤、樹枝等雜物。技術委托方了解委托項目大致情況后，制定工作方案，開展現場采樣、實驗室化學分析、危險廢物鑒別等工作。

2 實驗部分

2.1 實驗對象

實驗對象為生態(tài)環(huán)境執(zhí)法部門委托的環(huán)境污染事件案發(fā)地疑似鋁灰的固體廢物，根據生態(tài)環(huán)境執(zhí)法人員信息提供可知此次鑒別對象估算為40 t廢物分散式填埋于某地塊內，鋁灰物理性狀為深灰色粉末狀固體、有明顯刺激性氨味、較干，疑似鋁灰的固體廢物現場填埋及固體廢物性狀如下圖所示。

圖1 現場踏勘與樣品性狀圖

2.2 樣品采集

技術委托方受委托后，依據《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術規(guī)范》(HJ/T 20-1998)、《危險廢物鑒別技術規(guī)范》(HJ 298-2019)制定采樣工作方案[1]。

(1)采樣器具：木質采樣鏟、棕色玻璃瓶、自封袋、橡膠手套、防毒面具、采樣記錄表、現場拍照手機、其他現場作業(yè)安全措施器具等[2]。

(2)采樣方法：①采樣方法，依據《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術規(guī)范》(HJ-T 20-1998)確定本次采樣方法為系統(tǒng)采樣法。②采樣點布置：按照一定順利將坑內廢物進行排列，按照等質量間隔或等面積間隔規(guī)確定采樣間隔，每個采樣間隔內采集一個樣品。③采樣份樣數：依據《危險廢物鑒別技術規(guī)范》(HJ 298-2019)表1，本次采樣對象最大填埋量為40 t，采集樣品分樣數為13個。④采樣份樣量：①棕色玻璃瓶一瓶，滿瓶，采樣后須確定擰緊密封；②自封袋一袋，≥ 1kg，采集后須密封自封袋。⑤采樣深度：采用器具將填埋坑表面土壤及其他覆蓋物去除后，盡量采集不受土壤摻雜影響的固體廢物，所采集樣品盡可能保持干狀[3]。

表1 待鑒別固體廢物浸出液pH、氨氮、氟化物含量、反應瓶甲烷濃度

(3)采樣步驟：①用木質鏟去除填埋坑表層土壤或其他覆蓋物；②根據采樣方法確定采樣點，并編號固廢1、固廢2、固廢3……；③用木質鏟采集不受土壤摻雜影響的干狀樣品，每個樣品采集1個棕色玻璃(滿瓶)+1個自封袋(≥ 1kg)，貼上編號標簽及采樣時間；④采樣時需要用元道經緯相機拍攝取樣過程照片；⑤取樣完成后，將樣品避光冷藏(< 4 ℃)保存，并填好樣品檢測委托單送至委托檢測單位[4]。

2.3 化學分析[5-6]

(1)采用電感耦合等離子體質譜儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、原子熒光光譜儀等儀器設備對其中2個樣品(固廢2、固廢9)進行成分分析；

(2)按照《固體廢物 腐蝕性測定 玻璃電極法》(GB/T 15555.12-1995)制備并檢測浸出液pH；

(3)按照《固體廢物浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)浸出方法以硝酸/硫酸混合溶液為浸提液，模擬固體廢物在不規(guī)范填埋處理、填埋等過程中，有害組分在降雨的影響下浸出的過程，對待鑒別疑似鋁灰固體廢物進行浸出實驗；

(4)對待鑒別固體廢物進行遇水反應性實驗，稱取樣品0.0500 g至250 mL反應瓶中，反應瓶連接500 mL全玻璃注射器，瓶中加入攪拌子和50 mL蒸餾水，蓋緊瓶蓋，將反應瓶放置于磁力攪拌器上攪拌30 min，抽取上部空氣使用氣相色譜儀測定甲烷含量；

(5)依照《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)制備浸出液，檢測浸出液中氟化物。

3 結果與討論

3.1 化學分析結果

(1)待鑒別固體廢物主要由鋁、鎂、鈣、鉀、鈉、鐵等組成，并且含有多種重金屬成分，其總鋁的含量分別為41.6 %、28.7 %。

(2)待鑒別固體廢物浸出液腐蝕性pH為9.95～11.20，均呈堿性。

(3)浸出實驗過程中，樣品持續(xù)與浸出液反應，并不斷有氣體產生(如下圖2-1所示)，浸出期間需進行多次開蓋排氣，排出的氣體具有刺鼻氨味，反應期間伴有一定熱量產生；后實驗人員采用分光光度法檢測浸出液中氨氮含量(銨根離子在堿性條件下形成氨氣逸出，隨溫度升高逸出速度變大)，經檢測浸出液中氨氮含量為0.305 g/L～4.08 g/L。

圖2 采樣布點示意圖

(4)抽取待鑒別固體廢物進行遇水反應性實驗反應瓶中上部空氣使用氣相色譜儀測定甲烷含量，甲烷濃度為10.1 mg/m3-101 mg/m3。

(5)待鑒別固體廢物浸出毒性無機氟化物的檢測結果范圍為10.1 mg/L～166 mg/L，采集的13個固體廢物樣品中4個樣品無機氟化物指標超出《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)規(guī)定的浸出液中危害成分濃度限值100 mg/L。

圖3 待鑒別固體廢物浸出現象圖

3.2 鋁灰污染特征分析

鋁灰是指熔融鋁工序中的粉末狀廢物，包括鋁合金生產、鋁金屬回收、電解爐及鋁灰處理等生產工藝或工序。鋁灰并非指某一種物質，而是指一類物質，根據生產工藝和環(huán)節(jié)不同，鋁灰分為一次鋁灰、二次鋁灰。[3]一、二次鋁灰除鋁含量不同外，其物質組成非常相似，環(huán)境危害均表現為反應性，不少鋁灰還具有一定的浸出毒性或與水反應釋放出刺激性氣體或易燃性氣體，如CH4與NH3[6]。鋁灰主要物相包括金屬鋁、氧化鋁、石英、氮化鋁、碳化鋁、方鎂石、鎂鋁尖晶石及鹽溶劑等，常見幾種鋁灰化學組成與含量如下表2所示。

表2 幾種鋁灰的化學成分和含量[8]

鋁灰對環(huán)境危害性一方面體現在粉塵污染，鋁灰作為細小顆粒，隨著生產廢氣排放到大氣環(huán)境中將會造成大氣污染，包括后期通過大氣沉降途徑污染土壤、地表水等。另一方面，鋁灰化學活性較突出，與潮濕空氣或水極易發(fā)生潮解反應，生成有毒有害性氣體NH3和易燃易爆性氣體CH4，存在安全隱患，易造成火災，繼而造成物質財產和環(huán)境損害。鋁灰與水反應后的液體呈堿性，不少研究表明鋁灰浸出液pH介于9-11之間，酸液進入土壤后破壞土壤酸堿平衡，繼而引發(fā)一系列土壤環(huán)境污染或生態(tài)污染事件發(fā)生。當然，鋁灰中含有的重金屬隨浸出液進入土壤環(huán)境中或通過土壤進入地下水環(huán)境后，將對土壤與地下水環(huán)境造成不可逆轉性破壞[7]。

鋁灰與水反應主要化學反應方程式如下：

AlN+3H2O═Al(OH)3↓+NH3↑

Al4C3+12H2O═4Al(OH)3↓+3CH4↑

3.3 鋁灰危險廢物鑒別要點

作為生態(tài)環(huán)境執(zhí)法案件來說，對違法處置的固體廢物鑒別是重要的執(zhí)法技術依據，亦是后期環(huán)境損害司法鑒定的重要依據之一。作為技術支撐單位，在環(huán)境執(zhí)法案件中須在法律法規(guī)及技術規(guī)范等要求下，依照相應鑒別流程對待鑒別固體進行開展鑒別工作[9-10]。筆者基于一定理論基礎、文獻資料及此次鑒別工作，以疑似鋁灰的固體廢物鑒別為例，總結鋁灰危險廢物鑒別要點如下：

(1)現場踏勘。對于環(huán)境執(zhí)法案件或環(huán)境應急事件的技術委托方，須對環(huán)境污染情況進行掌握了解，現在踏勘就是信息來源的第一步?，F場踏勘可在第一事件內掌握事件發(fā)生地環(huán)境情況，了解事件發(fā)生原委，最先了解環(huán)境污染狀況及廢物理化性狀。換而言之，現場踏勘所獲得信息是后續(xù)工作開展的前提基礎。

(2)固體廢物溯源。溯源是指調查掌握廢物來源、生產工藝、原輔材料、成分、產生量及處置方式等信息。固體廢物溯源是危險特性判斷的主要依據，可溯源固體廢物根據所獲得具體信息明確危險特性種類，即可對固體廢物做出初步定性判斷，繼而可確定化學檢測特征指標。

(3)物理性狀判定。對于無法溯源的固體廢物，技術人員須憑借專業(yè)能力及實踐經驗，首先通過觀察廢物如狀態(tài)、顏色、含水率、氣味等物理性狀，對比可能性固廢污染物，縮小廢物可能性范圍，再輔以現場簡單化學方法定性及實驗室化學檢測定性等手段明確廢物可能性。

(4)可能危險特性篩查。對于未列入危險廢物國家名錄和無法溯源的固體廢物來說，危險廢物鑒別工作中主要依據危險特性檢測結果，如腐蝕性、浸出毒性、毒性物質含量、急性毒性等。篩查危險特性可鎖定固廢廢物最有可能的危險特性，可有效降低化學分析工作量，提高鑒別工作效率，特別是可為環(huán)境執(zhí)法及環(huán)境司法案件工作的開展贏得最寶貴時間。

(5)化學檢測分析?；瘜W檢測分析是一種定量手段，是除危險廢物名錄外最權威的一種鑒別方法之一。按《關于加強危險廢物鑒別工作的通知》(環(huán)辦固體函〔2021〕419號)要求，危險廢物鑒別須依照鑒別程序，對需危險特性檢測的固體廢物按要求進行采樣，并委托具有相應檢測資質的單位進行化學檢測分析。

(6)全過程質量控制。危險廢物鑒別工作過程中，無論是現場踏勘記錄和采樣現場作業(yè)安全防護與過程記錄，還是樣品保存與送樣、收樣，再或是實驗室化學分析等，都需落實質量控制，這是危險廢物鑒別公信力的重要保障。

4 結論

本研究以某生態(tài)環(huán)境執(zhí)法案件中疑似工業(yè)鋁灰固體廢物鑒別為研究對象，通過現場踏勘、樣品采集、化學分析等手段對待鑒別固體廢物進行，在相關理論與資料基礎上，結合此次鑒別過程，結論如下：①待鑒別對象物理性狀與工業(yè)鋁灰吻合性很高；廢物化學成分與常見鋁灰吻合性很高；廢物浸出液呈堿性，與鋁灰性狀吻合；廢物浸出液無機氟化物存在4個樣品超過危險廢物浸出毒性標準限值，達到《危險廢物鑒別技術規(guī)范》(HJ298-2019)表3中的超標份樣數下限值4，廢物具有浸出毒性危險特性；廢物與水具有反應性，生成有毒氣體NH3和易燃易爆性氣體CH4，廢物具有反應性危險特性。判定待鑒別對象為工業(yè)鋁灰，具有危險特性，屬于危險廢物，建議對廢物按照危險廢物要求進行管理，并對污染場地進行妥善處置，防止周邊環(huán)境及生態(tài)受到擴大性污染。②危險廢物鑒別工作中，技術委托單位須將踏勘、固體廢物溯源、物理性狀判定、可能危險特性篩查、化學檢測分析、全過程質量控制等工作做實做細，逐一攻破實際工作中困難，豐富危險廢物鑒別依據，為鑒別結論提供強有力支撐。