摘要:對城市垃圾焚(fen)燒(shao)飛(fei)灰(hui)中(zhong)的(de)(de)重(zhong)金(jin)屬(shu)含(han)(han)量(liang)(liang)進行測(ce)定(ding)，分析(xi)其(qi)粒(li)徑分布(bu)以及不同粒(li)徑范圍(wei)內重(zhong)金(jin)屬(shu)含(han)(han)量(liang)(liang)的(de)(de)分布(bu)特性(xing)，并采用(yong)連續化(hua)(hua)學(xue)(xue)萃(cui)取(qu)法對焚(fen)燒(shao)飛(fei)灰(hui)中(zhong)重(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)形態(tai)進行了研(yan)究。實驗結果表明,焚(fen)燒(shao)飛(fei)灰(hui)中(zhong)重(zhong)金(jin)屬(shu)含(han)(han)量(liang)(liang)次(ci)序為Zn>Pb>Cu>Cr>Ni>Cd，除Ni外，重(zhong)金(jin)屬(shu)含(han)(han)量(liang)(liang)隨飛(fei)灰(hui)粒(li)徑的(de)(de)增大而逐漸減少。焚(fen)燒(shao)飛(fei)灰(hui)中(zhong)Cd的(de)(de)不穩定(ding)態(tai)含(han)(han)量(liang)(liang)最高，其(qi)次(ci)為Ni，Cr的(de)(de)不穩定(ding)態(tai)含(han)(han)量(liang)(liang)相(xiang)對較低。因此處置(zhi)焚(fen)燒(shao)飛(fei)灰(hui)時(shi)應盡量(liang)(liang)將重(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)形態(tai)由不穩定(ding)態(tai)轉化(hua)(hua)為穩定(ding)態(tai)，以減少飛(fei)灰(hui)對環境(jing)造(zao)成(cheng)二次(ci)污染的(de)(de)風險。

關鍵詞:焚燒(shao)飛灰(hui)  化(hua)學形(xing)態   連續(xu)化(hua)學萃取(qu)法

隨著(zhu)我(wo)(wo)國(guo)(guo)城(cheng)市人口的(de)(de)增長(chang)、經濟的(de)(de)發(fa)展和(he)居民生(sheng)活水平(ping)的(de)(de)提高，生(sheng)活垃(la)圾(ji)的(de)(de)排放(fang)量(liang)日益增多。目前，我(wo)(wo)國(guo)(guo)年排放(fang)城(cheng)市垃(la)圾(ji)己達(da)1.5億(yi)t以(yi)(yi)(yi)(yi)上，而且還在(zai)以(yi)(yi)(yi)(yi)每年8%～10%的(de)(de)增長(chang)率不斷增加(jia)。垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)發(fa)電具有(you)明(ming)顯(xian)的(de)(de)減容、減量(liang)和(he)資源再利用(yong)等(deng)優勢，受到國(guo)(guo)內外的(de)(de)普遍(bian)關注，焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)發(fa)電技術也將(jiang)成為(wei)(wei)我(wo)(wo)國(guo)(guo)垃(la)圾(ji)處理(li)技術的(de)(de)重(zhong)(zhong)要研究和(he)發(fa)展方向。然而由于(yu)垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)產生(sheng)的(de)(de)飛灰中(zhong)(zhong)含有(you)質量(liang)分數較(jiao)高的(de)(de)重(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)，在(zai)自然條件下會(hui)滲濾出來(lai)污染環境，所以(yi)(yi)(yi)(yi)我(wo)(wo)國(guo)(guo)有(you)關標準( GB 18485—2001)將(jiang)飛灰列(lie)為(wei)(wei)危險廢物，必須進行(xing)(xing)無(wu)害化處理(li)。然而飛灰中(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)毒性(xing)不簡單(dan)地依賴于(yu)其總(zong)含量(liang)，而與不同形態重(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)在(zai)環境中(zhong)(zhong)的(de)(de)遷移(yi)轉(zhuan)化行(xing)(xing)為(wei)(wei)密切相關[1－4]。筆者以(yi)(yi)(yi)(yi)某城(cheng)市的(de)(de)垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)飛灰為(wei)(wei)例，測(ce)定了垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)飛灰中(zhong)(zhong)的(de)(de)重(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)含量(liang)，分析不同粒徑范圍內重(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)含量(liang)的(de)(de)分布(bu)特性(xing)，并對(dui)焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)飛灰中(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)化學形態進行(xing)(xing)了研究。通過對(dui)焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)飛灰中(zhong)(zhong)不同重(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)存(cun)在(zai)形態的(de)(de)分析，以(yi)(yi)(yi)(yi)期對(dui)飛灰的(de)(de)無(wu)害化處理(li)和(he)利用(yong)提供科(ke)學依據(ju)。

1  試驗材料和方法

1.1  試(shi)驗材料

研究所(suo)用焚燒飛灰取(qu)自蘇州某(mou)垃圾焚燒發電廠，該廠采用半干(gan)法和(he)布(bu)袋除(chu)塵對煙氣進行凈化處理，生產能(neng)力為處理固體廢棄物(wu)1 000 t/d。連續3 d采樣，采樣量約(yue)10 kg。

1.2  試驗方法

1.2.1  焚燒(shao)飛灰中重金屬含量的測定

飛灰中重金屬含量采用TAS-986原子吸收分光光度計測定。飛灰在85 ℃烘箱中放置2 h后，采用HNO₃-HF-HClO4消解法對焚燒飛灰樣品進行預處理。取飛灰樣0.5 g，置于聚四氟乙烯燒杯中，加濃硝酸10 mL，待劇烈反應停止后，置于低溫電熱板上加熱1 h，取下冷卻，再加入5 Ml HF，加熱煮沸10 min，取下冷卻，加入5 mL HClO₄，加熱蒸發至近干，再加入5 mL HClO₄，再(zai)蒸(zheng)發至(zhi)近干(gan)，冷(leng)卻后加入25 mL的1％的HNO3煮沸，充分溶(rong)解(jie)殘渣，定容至(zhi)50 mL，備測[4]。

采(cai)用50、100、160、200、320、400目篩，對飛灰(hui)樣品進行機(ji)械(xie)篩分(fen)，分(fen)析不同(tong)粒(li)徑范(fan)圍(wei)內(nei)飛灰(hui)的質量百(bai)分(fen)比(bi)。采(cai)用HNO3-HF-HClO4消解法處(chu)理機(ji)械(xie)篩分(fen)后的試(shi)樣，測定不同(tong)粒(li)徑范(fan)圍(wei)內(nei)重金屬的含(han)量分(fen)布。

1.2.2  焚燒飛灰重金屬的(de)化(hua)學(xue)形態分析

采(cai)用(yong)連續化學萃取法（SCE）分(fen)析(xi)焚燒(shao)飛(fei)灰中重(zhong)金屬(shu)的(de)化學形態(tai)，該方法由5步(bu)構成(cheng)，每(mei)一步(bu)采(cai)用(yong)不同的(de)萃取劑，具體(ti)方法見表1[5]。每(mei)一步(bu)萃取后溶液(ye)中的(de)重(zhong)金屬(shu)濃度(du)用(yong)原子吸收(shou)分(fen)光(guang)光(guang)度(du)計測定。

2  試驗結果(guo)及討(tao)論

2.1  焚燒飛灰中的重(zhong)金屬含量

2.1.1  樣品中的重金屬含量(liang)

表2給出了垃(la)圾焚燒(shao)飛灰中(zhong)主要重金屬(shu)含量(liang)(liang)。由表2可見，3批樣品中(zhong)Pb、Zn及Cu的(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)均(jun)較(jiao)高(gao)，其余Cr、Cd和Ni的(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)相對較(jiao)低，重金屬(shu)含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)次序基本(ben)為(wei)Zn>Pb>Cu>Cr> Ni>Cd，其中(zhong)第(di)一(yi)天樣品中(zhong)重金屬(shu)含量(liang)(liang)明顯高(gao)于(yu)第(di)二天和第(di)三(san)天的(de)(de)(de)(de)樣品，第(di)三(san)天樣品中(zhong)的(de)(de)(de)(de)重金屬(shu)含量(liang)(liang)最低。說明在不同時間所采的(de)(de)(de)(de)樣品由于(yu)焚燒(shao)的(de)(de)(de)(de)固體垃(la)圾不同而呈(cheng)現出不同的(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)差別。

2.1.2  不同粒(li)徑(jing)飛灰中的重金屬含量

由圖1可見，不同粒徑飛灰所占的百分比不同，其中160～200目及200～320目的飛灰所占的百分比最大，分別為34.62％和47.51％，大于50～100目的飛灰所占的百分比為6.47％，其中50目的飛灰只有0.18％，而小于320～400目的飛灰所占的比重也很少，分別為9.4％和1.82％。

圖1  不同粒徑焚燒飛灰的質量分布

不(bu)(bu)同(tong)粒(li)徑(jing)范(fan)(fan)圍(wei)內(nei)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)分布如(ru)圖(tu)2所示。一般存(cun)在(zai)于(yu)焚(fen)(fen)燒飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)有害重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)如(ru)Cu、 Pb、Cd、Zn和Cr等屬(shu)(shu)(shu)于(yu)易揮(hui)發金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素，在(zai)爐體(ti)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)焚(fen)(fen)燒過程中(zhong)(zhong)揮(hui)發附著(zhu)在(zai)比(bi)表面積較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)顆粒(li)上，飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)粒(li)徑(jing)越小(xiao)其附著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)越高(gao)[6]。所以(yi)在(zai)不(bu)(bu)同(tong)粒(li)徑(jing)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)不(bu)(bu)盡相(xiang)同(tong)，隨著(zhu)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)粒(li)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)逐(zhu)漸增大(da)，單位(wei)質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)所含(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)逐(zhu)漸減少，小(xiao)粒(li)徑(jing)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)大(da)于(yu)大(da)粒(li)徑(jing)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)，不(bu)(bu)過由于(yu)小(xiao)粒(li)徑(jing)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)在(zai)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)總量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)中(zhong)(zhong)所占的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分額(e)很(hen)小(xiao)，相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)并(bing)不(bu)(bu)太大(da)。由圖(tu)2可見，每一種重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)粒(li)徑(jing)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)波動(dong)幅度也不(bu)(bu)一樣，其中(zhong)(zhong)Cu、Pb、Zn，、Cr等重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)在(zai)不(bu)(bu)同(tong)粒(li)徑(jing)范(fan)(fan)圍(wei)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)差別不(bu)(bu)大(da)，其最(zui)高(gao)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)與最(zui)低含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)值在(zai)1.17~1.37范(fan)(fan)圍(wei)內(nei)。而Cd在(zai)不(bu)(bu)同(tong)粒(li)徑(jing)范(fan)(fan)圍(wei)內(nei)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)差較大(da)，最(zui)高(gao)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)（320目）是最(zui)低含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)（50目）的(de)(de)(de)(de)(de)2.02倍。Ni屬(shu)(shu)(shu)于(yu)沸點(dian)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)，在(zai)爐體(ti)焚(fen)(fen)燒過程中(zhong)(zhong)沒有大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)揮(hui)發附著(zhu)在(zai)較小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)顆粒(li)表面上，而是大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)存(cun)在(zai)于(yu)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)渣即底灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)，因此不(bu)(bu)同(tong)粒(li)徑(jing)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)Ni含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)隨著(zhu)粒(li)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)減小(xiao)而減少，飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)中(zhong)(zhong)最(zui)高(gao)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)（50目）是最(zui)低含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)（400目）的(de)(de)(de)(de)(de)1.23倍。

圖2  不同粒徑范圍內的重金屬含量

2.2  焚燒(shao)飛灰中重(zhong)金屬的化學形態分析

表(biao)(biao)3和(he)(he)圖3給出(chu)了焚燒飛灰(hui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)連續化(hua)學萃取(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)試驗(yan)結(jie)(jie)(jie)果(guo)。可交換(huan)離(li)子(zi)(zi)態(tai)(tai)(tai)(tai)、碳酸(suan)鹽(yan)結(jie)(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)(tai)和(he)(he)鐵-錳氧化(hua)物(wu)結(jie)(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)(tai)是(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)性(xing)(xing)鹽(yan)或(huo)弱酸(suan)環境下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸(jin)出(chu)物(wu)，屬(shu)(shu)于不(bu)穩(wen)(wen)定態(tai)(tai)(tai)(tai)。有(you)機物(wu)結(jie)(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)(tai)和(he)(he)殘(can)留態(tai)(tai)(tai)(tai)則是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)強氧化(hua)劑或(huo)強酸(suan)環境下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸(jin)出(chu)物(wu)，屬(shu)(shu)于穩(wen)(wen)定態(tai)(tai)(tai)(tai)[7]。由(you)表(biao)(biao)3可見，焚燒飛灰(hui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)Cd的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)最(zui)差，不(bu)穩(wen)(wen)定態(tai)(tai)(tai)(tai)占了92.06％，其次為(wei)Ni，相對比較穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)為(wei)Cr，不(bu)穩(wen)(wen)定態(tai)(tai)(tai)(tai)含量為(wei)32.54%，焚燒飛灰(hui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)不(bu)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)次序(xu)為(wei)Cd>Ni>Zn>Pb>Cu>Cr。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各種形(xing)態(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，可交換(huan)離(li)子(zi)(zi)態(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)主要是(shi)通過擴(kuo)散作用(yong)(yong)和(he)(he)外(wai)層(ceng)絡(luo)合(he)作用(yong)(yong)非專性(xing)(xing)地(di)吸附(fu)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)固相中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，當采(cai)用(yong)(yong)含大量陽離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶液浸(jin)取(qu)時，重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)將被釋放(fang)出(chu)來，CLEVENGER[7]研究(jiu)表(biao)(biao)明可交換(huan)離(li)子(zi)(zi)態(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)Pb浸(jin)出(chu)量最(zui)大，為(wei)7.03％，其次為(wei)Cd、Ni，分(fen)別為(wei)5.22％和(he)(he)3.32％，Cu、Zn、Cr則相對很少，僅(jin)為(wei)0.08％、0.50％和(he)(he)0.05％。碳酸(suan)鹽(yan)結(jie)(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)以沉淀和(he)(he)共沉淀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)(shi)賦(fu)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)碳酸(suan)鹽(yan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，可用(yong)(yong)弱酸(suan)將其溶解(jie)析出(chu)。鐵-錳氧化(hua)物(wu)結(jie)(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)以吸附(fu)和(he)(he)共沉淀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)(shi)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)，只有(you)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)還(huan)原(yuan)條(tiao)(tiao)件下(xia)才(cai)(cai)可將其釋放(fang)。有(you)機物(wu)結(jie)(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)以絡(luo)合(he)和(he)(he)吸附(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)(shi)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)，只有(you)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)氧化(hua)條(tiao)(tiao)件下(xia)才(cai)(cai)能被利(li)用(yong)(yong)。殘(can)留態(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)一般賦(fu)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)樣品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)生(sheng)、次生(sheng)硅酸(suan)鹽(yan)和(he)(he)其他一些(xie)穩(wen)(wen)定礦(kuang)物(wu)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，該(gai)形(xing)態(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)素最(zui)為(wei)穩(wen)(wen)定，只有(you)強酸(suan)條(tiao)(tiao)件才(cai)(cai)能讓其釋放(fang)[1]。由(you)不(bu)同形(xing)態(tai)(tai)(tai)(tai)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸(jin)出(chu)特性(xing)(xing)可見，可交換(huan)離(li)子(zi)(zi)態(tai)(tai)(tai)(tai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)最(zui)易(yi)析出(chu)而被生(sheng)物(wu)所(suo)利(li)用(yong)(yong)，因此該(gai)形(xing)態(tai)(tai)(tai)(tai)重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)毒性(xing)(xing)最(zui)大。

圖3  焚燒飛灰中不同形態重金屬的分布

從(cong)表(biao)3和(he)圖(tu)3可(ke)見，垃(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)中重金屬的(de)(de)(de)主(zhu)要化(hua)學形(xing)態(tai)(tai)(tai)各不相同，Pb、Cu、Zn和(he)Ni以(yi)碳(tan)酸(suan)(suan)鹽(yan)結(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)、鐵-錳(meng)氧化(hua)物(wu)結(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)和(he)殘留(liu)態(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)主(zhu)，而Cd以(yi)碳(tan)酸(suan)(suan)鹽(yan)結(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)主(zhu)，在(zai)(zai)弱酸(suan)(suan)條(tiao)件下就能溶(rong)解析(xi)出(chu)，因此Cd為(wei)(wei)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)中最(zui)(zui)不穩定(ding)(ding)(ding)金屬，Cr以(yi)殘留(liu)態(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)主(zhu)，其為(wei)(wei)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)中最(zui)(zui)穩定(ding)(ding)(ding)金屬。飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)中Cu、Zn不同形(xing)態(tai)(tai)(tai)所占比例表(biao)現(xian)出(chu)一致的(de)(de)(de)規律(lv)，依(yi)次為(wei)(wei)殘留(liu)態(tai)(tai)(tai)>碳(tan)酸(suan)(suan)鹽(yan)結(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)>鐵-錳(meng)氧化(hua)物(wu)結(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)>有機物(wu)結(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)>可(ke)交換離(li)子態(tai)(tai)(tai)。鐵-錳(meng)氧化(hua)物(wu)結(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)為(wei)(wei)Ni的(de)(de)(de)主(zhu)要化(hua)學形(xing)態(tai)(tai)(tai)，其所占比例遠高(gao)于其他金屬，由此說(shuo)明在(zai)(zai)垃(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)過程中，Ni易與Fe、Mn共存，Ni在(zai)(zai)環境中最(zui)(zui)易在(zai)(zai)還原條(tiao)件下析(xi)出(chu)。有機物(wu)結(jie)(jie)合(he)態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)重金屬含(han)(han)量(liang)均很小，僅(jin)在(zai)(zai)0.83％～3.40%。除Cd、Pb和(he)Ni外，其余(yu)重金屬可(ke)交換離(li)子態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)幾乎可(ke)以(yi)忽(hu)略。由此說(shuo)明焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)中的(de)(de)(de)重金屬通過焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)-水(shui)相互(hu)作用進入水(shui)溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)量(liang)是極(ji)其有限的(de)(de)(de)，但自然(ran)環境常(chang)因酸(suan)(suan)雨等因素的(de)(de)(de)影響使得浸出(chu)環境逐漸呈酸(suan)(suan)性，使得一定(ding)(ding)(ding)量(liang)的(de)(de)(de)重金屬進入水(shui)溶(rong)液(ye)，導致水(shui)資(zi)源的(de)(de)(de)惡(e)化(hua)，從(cong)而威脅人類(lei)的(de)(de)(de)健(jian)康[8]。因此垃(la)(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)處置的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)就是要將(jiang)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)中重金屬的(de)(de)(de)化(hua)學形(xing)態(tai)(tai)(tai)由不穩定(ding)(ding)(ding)態(tai)(tai)(tai)轉(zhuan)變(bian)為(wei)(wei)穩定(ding)(ding)(ding)態(tai)(tai)(tai)，以(yi)減少(shao)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)再次污染(ran)環境的(de)(de)(de)風險。

3  結  論

（1）3批垃(la)圾焚燒飛灰中重金屬含量有相似的特性，即Zn的含量較(jiao)高，其次是Pb和Cu，而(er)Ni、Cr和Cd相對(dui)含量較(jiao)低，這與(yu)重金屬及其化合物(wu)本身的沸點及垃(la)圾的組分(fen)有關。

（2）除重金屬(shu)Ni外，重金屬(shu)含量(liang)(liang)(liang)(liang)隨飛(fei)灰(hui)粒(li)徑(jing)的(de)增大(da)(da)而逐漸減少。小(xiao)(xiao)(xiao)顆(ke)粒(li)飛(fei)灰(hui)的(de)重金屬(shu)含量(liang)(liang)(liang)(liang)大(da)(da)于大(da)(da)顆(ke)粒(li)飛(fei)灰(hui)，但(dan)由于小(xiao)(xiao)(xiao)顆(ke)粒(li)所占(zhan)質量(liang)(liang)(liang)(liang)分額很小(xiao)(xiao)(xiao)，相應的(de)重金屬(shu)含量(liang)(liang)(liang)(liang)并不太大(da)(da)。每(mei)一(yi)種重金屬(shu)的(de)不同粒(li)徑(jing)飛(fei)灰(hui)中的(de)含量(liang)(liang)(liang)(liang)波動幅度也不一(yi)樣，其中Cd含量(liang)(liang)(liang)(liang)差別最大(da)(da)，Ni含量(liang)(liang)(liang)(liang)差別最小(xiao)(xiao)(xiao)。

（3）可交換離子(zi)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)重金(jin)屬(shu)含量普遍較小，碳酸鹽(yan)結合態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)、鐵-錳氧化物結合態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)和殘留態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)重金(jin)屬(shu)含量較大(da)，Cr以殘留態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)為主，含量占67.46%，Cd以不(bu)穩定(ding)(ding)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)為主，含量占92.06％。其余幾種重金(jin)屬(shu)Pb、Zn、Cu、Ni基本都是不(bu)穩定(ding)(ding)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)所占比重稍(shao)大(da)。處置(zhi)焚燒(shao)飛(fei)灰時應盡可能地(di)將飛(fei)灰中重金(jin)屬(shu)的化學形態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)由不(bu)穩定(ding)(ding)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)轉(zhuan)變(bian)為穩定(ding)(ding)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)。

參考文獻

[1]  施(shi)惠生，袁玲，城市(shi)垃圾焚(fen)燒飛灰中重金屬的化學形(xing)態分析(xi)[J].環(huan)境科學研(yan)究，2004 , 17(6) : 46.

[2]  BATLEY G E.Trace eleanent speciation:analytical methods and problean[M].Boca.Raton., Florida: CRC Press Inc., 1989:350.

[3]  聶(nie)永(yong)豐,劉富(fu)強(qiang),王(wang)進軍.我國(guo)城市垃圾焚燒(shao)技術發展方(fang)向(xiang)探討[J].環境科學研究,2000,13(3):20.

[4]  WALDER I F,CHAVEZ J W X. Mineralogical and geochemical behavior of mill tailingmaterial produced fromlead-zinc skammineralization[J].Environ. Geol.，1995，26:1-18.

[5]  尚愛安，黨志，梁重山(shan).土壤(rang)沉積物中(zhong)微量重金(jin)屬的化學萃取方法(fa)研究(jiu)進(jin)展[J].農(nong)業環境保護(hu)，2001,20(4):266-269.

[6]  馮軍會(hui)，何品(pin)晶(jing)，曹群科(ke)，等.不同粒徑(jing)垃圾(ji)焚燒(shao)飛灰重金屬分布和浸出(chu)性(xing)質(zhi)[J].環境(jing)科(ke)學研究,2005,18(4):63-66,70.

[7]  CLEVENGER T E. Use of sequential extraction to evaluate the heavy metalsin mining wastes[J].Water Air Soil Pollut.,1990,50(3/4):241-255.

[8]  黨志，FOWLER M，WATTS S.煤矸石自然(ran)風化(hua)過程中(zhong)微量重金屬元素的地球化(hua)學行為[J].自然(ran)科學進(jin)展(zhan)，1998.8(3):314-318.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章